KR20190099312A

KR20190099312A - 수지 발포 입자, 수지 발포 성형체, 및 적층체

Info

Publication number: KR20190099312A
Application number: KR1020197022113A
Authority: KR
Inventors: 데츠오 나카모토
Original assignee: 아사히 가세이 가부시키가이샤
Priority date: 2017-02-13
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2019-08-26
Also published as: US20200032023A1; CN110139894A; EP3581613A1; EP3581613A4; EP3581613B1; CN110139894B; KR102271926B1; US10882970B2; WO2018147464A1

Abstract

본 발명은, 수지 발포 성형체에 의한 흡음 성능이 우수한 흡음 부재를 성형하는 것이 가능한 수지 발포 입자를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 얇은 재료이더라도 높은 흡음 성능이 얻어지는, 수지 발포 성형체를 기재로 하는 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 수지 발포 입자는, 수지를 포함하는, 오목 외형부를 갖는 수지 발포 입자로서, 상기 수지의 밀도 ρ₀ 과 상기 수지 발포 입자의 진밀도 ρ₁ 의 비 ρ₀/ρ₁ 이 2 ∼ 20 이고, 상기 수지 발포 입자의 진밀도 ρ₁ 과 상기 수지 발포 입자의 부피 밀도 ρ₂ 의 비 ρ₁/ρ₂ 가 1.5 ∼ 4.0 이다.

Description

수지 발포 입자, 수지 발포 성형체, 및 적층체

본 발명은, 특수 형상의 수지 발포 입자, 및 수지 발포 입자를 융합시키고 성형하여 얻어지는 연속한 공극을 갖는 흡음 성능이 우수한 수지 발포 성형체, 및 적층체에 관한 것이다.

수지 발포재는, 종래의 중실 (中實) 의 수지 재료나 금속 재료를 대체하는 재료로서, 자동차나 전자 기기의 부재, 용기의 구조 재료로서 사용되고 있다. 이들 수지 발포재의 특징으로서 저밀도, 고단열성, 완충성이 있고, 주로 이들 특성이 유효하게 이용되고 있다. 한편, 수지 발포재에 기대되는 특성으로서 흡음성, 차음성을 들 수 있지만 이용 범위는 종래 한정된 것이었다.

그 이유로는, 흡음성, 차음성은 발포체 전반에 발현하는 특성이 아니라, 기포 구조에 의존하고, 발포체 구조의 인접하는 기포가 수지의 격벽에 의해 이격된 구조인 독립 기포 구조의 발포체는 강성, 기계 강도가 우수한 한편으로 흡음, 차음 성능이 매우 낮은 데 대하여, 기포의 격벽이 파괴 또는 소실된 연통 기포 구조의 발포체는 흡음, 차음 성능이 우수한 한편으로 강성, 기계 강도가 열등하다고 하는 식으로 각 성질이 서로 상반되는 경향이 있고, 그것들의 양립이 곤란한 점을 들 수 있다.

연통 기포형의 수지 발포체의 예로는 우레탄 수지, 멜라민 수지가 있고 주된 용도는, 유체를 흡수하는 스펀지 용도나 유연성, 충격 흡수성을 이용한 완충재 용도이다. 이들은 흡음성이 우수하기 때문에 무기 재료와 비교하여 경량인 흡음재로서도 널리 사용되지만 강성이 낮기 때문에, 자립한 구조 재료로서가 아니라 주로 다른 구조재와의 적층재의 구성층으로서 사용되고 있다.

발포체의 주된 제조 방법으로는, 비즈 발포 성형법, 압출 발포 성형법이 있고, 비즈 발포 성형법은 수지 입자를 예비적으로 발포시켜 얻어진 입상의 수지 발포 입자를 원하는 형상의 성형용 형 (型) 내에 충전한 후, 수지 발포 입자의 열팽창에 의한 융착에 의해 성형품을 형성시키는 기구에 의해 성형시키는 방법으로서, 압출 발포 성형법과 비교한 이점으로서 여러 가지 복잡한 3 차원 형상의 발포체 제품이 고생산성으로 제조 가능한 점, 절삭 가공으로 발생하는 재료 로스의 발생이 없는 점, 및 성형용 금형이 저비용으로 제조 가능한 점을 들 수 있고 여러 가지 구조 부재용 발포재의 성형 방법으로서 특히 바람직한 방법이다. 그러나 비즈 발포 성형법의 발포 성형 프로세스는 기포 셀이 수지막에 의해 이격된 독립 기포이고 기포의 팽창에서 기인되는 발포 입자 간의 서로 융착하는 기구에 의하기 때문에, 통상 얻어지는 발포체의 기포 구조는 기본적으로 독립 기포 구조가 되므로, 흡음 성능이 열등한 것이 일반적이다.

한편, 이하에 예시하는 바와 같이 비즈 발포 성형법에 의해 발포체 내에 연속한 공극 구조 즉, 연통 공극 구조를 형성한 발포체 및 그 제조 방법이 제안되고, 흡음성 발포재로서 사용할 수 있는 것이 알려져 있다.

특허문헌 1 에 기재된 방법에서는, 기둥상 폴리올레핀계 수지 발포체를 배향이 없는 불규칙한 방향으로 위치시킨 상태에서 서로 융착시켜 연통 공극을 갖는 성형체를 얻지만, 수지 발포 입자의 형상이 가늘고 길어, 금형 내에 발포 입자를 충전할 때에 충전 불량을 일으키기 쉬운 점, 성형체의 공극률과 성형체의 융착 강도의 밸런스를 취하기 어려운 점 등의 문제가 있어 실용화하는 것은 어려웠다.

특허문헌 2 에 기재된 방법에서는, 특정의 부피 밀도, 진밀도의 관계를 만족하고, 형상 파라미터가 특정 조건을 만족하는 열가소성 수지 발포 입자에, 물리 발포재를 함침시켜 공극 구조를 갖는 입상의 수지 발포 입자를 형 내 발포하여 이루어지는 연통한 공극을 갖는 열가소성 수지 발포 성형체가 투수성, 흡음성이 우수하다고 기재되어 있다. 그러나 예시되어 있는 발포체는 에틸렌프로필렌 랜덤 폴리머 및 저밀도 폴리에틸렌의 중공 및 十 자형 단면의 입상 발포체에 의해 공극을 형성시킨 발포체로, 강도 및, 흡음 성능의 구체적 기재는 없고 공극 구조의 흡음재로서의 적부는 불분명하다.

특허문헌 3 에 기재된 방법에서는, 수지 발포 입자의 다수 개가 인접하는 수지 발포 입자 표면의 일부에서 면접합하고 전체 용적에 대하여 15 ∼ 40 ％ 의 용적 공극률을 가지고 일체화시키는 방법에서는, 발포성 수지 입자의 표면에 그 입자의 연화 온도보다 낮은 온도에서 열접착할 수 있는 접착용 수지를 첨착 (添着) 함으로써 제조되는데, 수지 발포 입자에 대하여 열접착성 수지를 첨착시키는 공정이 필요해져 생산성이 저하되는 것 외에, 강도와 공극률의 밸런스에 있어서 충분하지 않으며, 또한 공극률은 40 ％ 이하에 한정되는 결점이 있었다. 예시되어 있는 발포체는 염화비닐리덴계 공중합체뿐이며 또한 청구항에 기재된 흡음 성능을 얻기 위한 발포체의 구조는 개시되어 있지 않다.

특허문헌 4 에 기재된 방법에서는, 통 형상의 폴리올레핀계 수지의 수지 발포 입자의 3 차원적 형상, 사이즈, 수지 발포 입자의 부피 밀도와 진밀도의 관계를 특정 범위로 한 수지 발포 입자를 융착 일체화함으로써, 투수성이 우수한 폴리올레핀계 발포체를 생성하는 기술이 개시되어 있지만, 흡음재로서의 성능의 개시는 없고 공극 구조의 적부는 불분명하다.

특허문헌 5 에 기재된 방법에서는, 성형체의 공극률, 및 부피 밀도를 특정 범위로 한 중공 원통 수지 발포 입자를 형 내 발포함으로써 넓은 주파수 범위에서 우수한 흡음성을 갖는 성형체를 얻을 수 있는 것이 기재되어 있다. 그러나 흡음 성능은 불충분하고 성형체의 두께를 필요로 하는 것 외에, 기계 강도 등, 물성에 대해서는 개시되어 있지 않다.

특허문헌 6 에 기재된 방법에서는, 예비 발포 전의 발포제의 수지 입자에 대한 함침 상태를 제어하고, 북 형상의 열가소성 수지 발포 입자를 제조 후, 형 내에서 발포 융착시켜 공극을 갖는 발포체 입자를 제조하는 방법이고, 형상이 북형에 한정되기 때문에 발포 성형체의 공극의 구조에 제한이 크고, 발포제의 수지 입자에 대한 함침 상태의 제어가 어려운 결점이 있었다.

이상의 특허문헌 1 ∼ 6 과 같이 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 코폴리머 등의 폴리올레핀계 수지, 염화비닐리덴계 수지 등의 범용 수지에 대하여 연통 공극을 형성하는 입상 발포체를 융착시켜 형성된 발포체의 흡음 효과 발현을 시사하는 선행 문헌은 존재하지만, 발포체의 미세 구조와 흡음 성능의 관계는 불명확하고 특히 연통한 공극의 구조의 특정과 공극을 형성하는 발포 비즈의 구조로서 어떠한 형상이 적합한지에 대해서도 개시되어 있지 않다.

그 밖의 일반적 수지에 있어서는, 공극 구조를 도입한 발포 성형체 및 그 제조 기술은 미확립되었다고 생각되고, 특히 범용 수지 이외의 수지 예를 들어, 내열변형성, 내용제성, 난연성 등의 우수한 기능을 갖는 이른바 엔지니어링 수지를 재료로 하는 연통 공극을 형성하는 수지 발포 입자 및 그것을 융착시켜 형성된 연통 공극을 갖는 발포 성형체의 제조 기술, 발포 성형체의 흡음 성능은 알려져 있지 않은 것이 현상황이었다.

한편, 흡음 성능이 높은 방음재로서, 복수의 재료를 적층시킨 적층체가 알려져 있고, 이하에 그 예를 든다.

특허문헌 7 에 기재된 미세 구멍을 갖는 합성 수지층으로 이루어지는 표피부가 부직포 또는 연속 수지 발포체로 이루어지는 기재의 적어도 편면에, 접착제를 개재하지 않고 직접 피착되어 이루어지는 적층체이고, 기재로는 연속 수지 발포체로서, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 폴리스티렌 수지 등의 발포체 또는 가교 발포체가 예시되어 있지만 경질이 아니거나, 또는 내열성이 낮은 재료에 한정된다. 또, 흡음성의 면에서 바람직한 기재의 예로서, 연질 우레탄 폼이 바람직하다고 기재되고, 용도예로서 차량용 내장으로서 첩부재가 예시되어 있는 점으로부터 분명하듯이 자립형의 구조 재료로서 사용되는 재료는 아니다.

특허문헌 8 에 기재된 적층체는 섬유계 흡음재, 차음층, 발포 수지의 순으로 적층시킨 방음재가 기재되어 있지만, 섬유계 흡음층으로는, 저융점 폴리에스테르, 세면 폴리에스테르, 폴리에스테르, 울, 아크릴, 코튼 등의 섬유류를 반모재 (反毛材) 로서 바인더 섬유로 펠트화한 반모 펠트를 들 수 있고, 섬유계 흡음층의 존재하에 발포층을 형성시킬 때에 중간층으로서 차음층을 형성시킨다고 하고 있다. 따라서, 기재층으로서 선택 가능한 수지가 한정됨과 함께, 주형 반응 경화에 의한 제법에 의하기 때문에 생산성은 낮다고 생각된다. 또, 기재가 되는 발포 수지의 예로서, 발포 폴리우레탄, 발포 폴리에틸렌, 발포 폴리프로필렌이 기재되어 있듯이, 경질의 구조 재료가 아니며, 또한 내열성이 낮은 것에 한정된다.

특허문헌 9 에 기재된 복합 흡음재는, 목면 섬유를 포함하는 부직포층의 편면에 발포 수지층을 적층한 적층체이고, 목면 섬유를 포함하는 부직포층의 예로는, 목면 섬유와 열접착성 섬유를 구성 섬유로 하고, 이들 섬유가 혼합하여 이루어지는 것으로 목면 섬유 이외의 섬유로서 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 아크릴, 레이온 등의 화학 섬유, 마, 양모, 견 등의 천연 섬유가 예시되어 있다. 기재가 되는 발포 수지층으로는 발포 폴리우레탄, 발포 폴리에틸렌, 발포 폴리프로필렌이 기재되어 있지만 경질의 구조 재료가 아니거나, 또는 내열성이 낮은 것에 한정된다.

특허문헌 10 에 기재되어 있는 단섬유 부직포와 합성 수지 필름으로 이루어지는 흡음 필름층이 적층된 적층재는 부직포의 편면에 20 ∼ 60 μ 두께의 폴리올레핀 수지, 폴리올레핀 공중합체 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지의 필름을 적층하는 것이고, 적층체에 입사한 음파가 필름의 진동으로 변환되는 효과를 이용하는 것이지만 표층의 필름은 박층이고 기재층은 부직포층이고 적층체는 경질의 구조 재료로서 사용되는 것이 아니다.

특허문헌 11 에 기재되어 있는 방음 패널은 다수의 연통공을 갖는 경질의 합성 수지판의 일방의 면에 차음 시트, 타방의 면에 다공 시트를 적층하는 것이고 구조 재료이지만, 합성 수지판의 기재 수지로는, 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지, 우레아 수지, 페놀 수지, 염화비닐계 수지 등으로서, 내열성이 낮은 것 또는 열경화성 수지에 한정된다. 또한 다공 시트는 합성 수지판의 표면 보호를 위해 적층되고, 부직포가 기재되어 있지만, 흡음 효과를 상정한 것은 아니고 구체적 예시는 없다. 또한 차음 시트는 수지 시트이고 부직포는 아니다. 따라서 다수의 연통공을 갖는 경질 합성 수지판을 기재로 하는 적층체의 흡음 효과에 대하여 전혀 기재되어 있지 않다.

특허문헌 12 에 기재되어 있는 표피 부착 발포 성형체는, 통기성을 갖지 않거나 통기성이 부족한 소재로 이루어지는 표피재 또는 외면측이 직포, 부직포로 이루어지는 표피재를 금형 내에 장착 후, 금형 내에 열가소성 수지 발포체로 이루어지는 입자, 칩 형상물, 분쇄물을 충전하고, 그 발포체를 융착시킴과 함께 발포체와 표피재를 융착 일체화시키는 방법에 의해 얻어지는 적층체이지만, 입자의 형상을 선택함으로써 공간율이 높은 상태로 하는 것에 의해 형 내 성형을 가능하게 하는 것으로서 표피재로서 외면측이 부직포로 이루어지는 표피재가 기재되어 있지만, 연통공을 갖는 열가소성 발포체와 부직포의 적층체에 대해서는 전혀 기재되어 있지 않고, 구체적 예시는 폴리프로필렌계 열가소성 엘라스토머 등의 수지 시트뿐인 점에서도 적층에 의한 흡음 효과의 개량에 대해서는 전혀 시사되어 있지 않다. 또, 기재 수지로서 예시되어 있는 수지는, 염화비닐계 수지, 폴리올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지에 한정되고, 내열성이 높은 수지는 포함되어 있지 않다.

그러나, 최근, 흡음 성능이 더욱 우수한 얇은 구조체가 요구되고 있는 것이 현상황이다.

일본 공개특허공보 평3-224727호 일본 공개특허공보 평7-137063호 일본 공개특허공보 평7-168577호 일본 공개특허공보 평8-108441호 일본 공개특허공보 평10-329220호 일본 공개특허공보 2000-302909호 일본 공개특허공보 2008-146001호 일본 공개특허공보 2009-226675호 일본 실용신안공보 3186731호 일본 공개특허공보 2015-174398호 일본 공개특허공보 평10-183811호 일본 공개특허공보 평11-207759호

본 발명은, 수지 발포 성형체에 의한 흡음 성능이 우수한 흡음 부재를 성형하는 것이 가능한 수지 발포 입자를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 얇은 재료이더라도 높은 흡음 성능이 얻어지는, 수지 발포 성형체를 기재로 하는 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는, 과제 해결을 위해 예의 검토한 결과, 놀랍게도 특정 형상을 갖는 등의 수지 발포 입자를 가열 융착시키는 프로세스로 형성된, 특정 구조의 연통 공극을 갖는 신규 수지 발포 성형체가, 종래의 발포체에서는 볼 수 없는 고흡음 성능과 기계 강도를 나타내고 흡음, 차음 성능을 갖는 바람직한 구조 재료가 될 수 있는 것, 나아가서는 특정 범위의 표면 장력을 갖는 열가소성 수지를 원료 수지로서 선택함으로써, 기계 강도, 내열성, 내열변형성, 난연성, 내용제성, 강성으로부터 선택되는 성능과 고도의 흡음 성능을 겸비한 자립형의 흡음 구조재가 될 수 있는 것을 알아내고, 본 발명을 완성시켰다.

또한 본 발명자는, 상기의 특정 구조의 연통 공극을 갖는 신규 수지 발포 성형체를 포함하는 기재와, 특정 면재 (面材) 를 포함함으로써, 종래 불가능했던 얇은 구조체이더라도 고흡음 성능을 나타내는 것을 알아냈다. 나아가서는 특정 범위의 표면 장력을 갖는 열가소성 수지를 원료 수지로서 선택함으로써, 기계 강도, 내열성, 내열변형성, 난연성, 내용제성, 강성으로부터 선택되는 성능과 한층 더 고도의 흡음 성능을 겸비한 자립형의 적층 흡음 구조재가 될 수 있는 것을 알아내고, 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은 이하와 같다.

[1]

수지를 포함하는, 오목 외형부를 갖는 수지 발포 입자로서,

상기 수지의 밀도 ρ₀ 과 상기 수지 발포 입자의 진밀도 ρ₁ 의 비 ρ₀/ρ₁ 이 2 ∼ 20 이고, 상기 수지 발포 입자의 진밀도 ρ₁ 과 상기 수지 발포 입자의 부피 밀도 ρ₂ 의 비 ρ₁/ρ₂ 가 1.5 ∼ 4.0 인, 수지 발포 입자.

[2]

평균 입자경이 0.5 ∼ 6.0 ㎜ 인, [1] 의 수지 발포 입자.

[3]

상기 수지의 20 ℃ 에 있어서의 표면 장력이, 37 ∼ 60 mN/m 인, [1] 또는 [2] 의 수지 발포 입자.

[4]

상기 수지의 유리 전이 온도가 -10 ℃ 이상 280 ℃ 이하인, [1] ∼ [3] 중 어느 하나의 수지 발포 입자.

[5]

[1] ∼ [4] 중 어느 하나의 수지 발포 입자가 서로 융착한 성형체이고,

융착한 상기 수지 발포 입자 사이에 연속한 공극부를 갖고, 공극률이 15 ∼ 80 ％ 인, 수지 발포 성형체.

[6]

[5] 에 기재된 수지 발포 성형체로 이루어지는 방음 부재.

[7]

섬유 집합체를 포함하는 면재 (Ⅰ) 과, [5] 의 수지 발포 성형체를 포함하는 기재 (Ⅱ) 를 포함하는 적층체로서,

상기 섬유 집합체는, 겉보기 중량이 10 ∼ 300 g/㎡, 평균 겉보기 밀도가 0.10 ∼ 1.0 g/㎤, 평균 섬유 직경이 0.6 ∼ 50 ㎛, 통기도가 2 ∼ 70 cc/(㎠·sec) 이고,

두께가 3 ∼ 80 ㎜ 인, 적층체.

[8]

면재 (Ⅰ) 이, 일방의 표면층으로서 평균 섬유 직경이 5 ∼ 50 ㎛ 인 열가소성 합성 섬유층 (A), 중간층으로서 평균 섬유 직경이 0.3 ∼ 10 ㎛ 인 열가소성 합성 극세 섬유층 (B), 타방의 표면층으로서 평균 섬유 직경이 5 ∼ 50 ㎛ 인 열가소성 합성 섬유를 포함하는 층 (C) 의 3 층으로 이루어지는 섬유 집합 적층체, 또는 그 섬유 집합 적층체를 2 ∼ 30 장 중첩한 섬유 집합 적층체 복합체인, [7] 의 적층체.

[9]

자립형 방음재인, [7] 또는 [8] 의 적층체.

본 발명에 의하면, 수지 발포 성형체에 의한 흡음 성능이 우수한 흡음 부재를 성형하는 것이 가능한 수지 발포 입자를 제공할 수 있다. 또, 얇은 재료이더라도 높은 흡음 성능이 얻어지는, 수지 발포 성형체를 기재로 하는 적층체를 제공할 수 있다.

도 1 은, 본 실시형태의 수지 발포 입자의 단면도의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2 는, 본 실시형태의 수지 발포 입자의 사시도이다.
도 3 은, 실시예에서 사용한 이형 압출 다이의 토출구 형상, 및 얻어진 수지 발포 입자의 오목 외형부를 나타내는 단면도를 나타내는 도면이다.
도 4 는, 본 실시형태의 적층체의 단면의 일례를 나타내는 도면이다.

본 실시형태의 특수 형상의 수지 발포 입자를 융합시키고 발포 성형함으로써 얻어지는 연통한 공극을 갖는 수지 발포 성형체는, 흡음 성능이 우수하고, 구조 재료로서 우수하고, 여러 가지 흡음 부재로서 이용 가능할 뿐만 아니라, 경질의 발포체로서, 발포체 상호 및 발포체 이외의 부재와의 끼워맞춤 조립성이 우수한 부재로서, 자동 조립 라인에 대한 적합성이 높고, 생산성이 우수한 흡음 기능 제품 용도에 유효하게 사용된다.

또한, 특정 원료 수지를 사용함으로써, 기계 강도, 내열성, 내열변형성, 난연성, 내용제성, 및 강성으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 성능을 겸비시킨 신규 수지 발포 성형체를 얻을 수도 있다.

본 실시형태의 특정 구조의 연통 공극을 갖는 신규 수지 발포 성형체를 포함하는 기재와, 특정 면재를 포함하는 적층체는, 얇으며, 또한 흡음 성능이 우수한 흡음 부재로서 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 특정 원료 수지를 사용함으로써, 기계 강도, 내열성, 내열변형성, 난연성, 내용제성, 및 강성으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 성능을 겸비시킨 신규 적층체를 얻을 수도 있다.

[수지 발포 입자]

본 발명의 수지 발포 입자는, 오목 외형부를 갖는 것 (적어도 하나의 방향으로부터 본 외형에 있어서, 오목 형상부를 갖는 것) 이 필요하다.

또한, 본 명세서에 있어서 오목 외형부를 갖는다란, 수지 발포 입자의 정사 영상이 오목 도형이 되는 정사 영상이 얻어지는 방향이 존재하는 것을 의미한다. 또, 본 명세서에 있어서 오목 도형이란, 오목 도형이 되는 정사 영상 도형의 외표면 상의 2 점 사이를 연결한 선분의 적어도 일부 (바람직하게는 전체 선분) 가 수지 발포 입자의 외부 영역을 통과하는 선분이 되는 2 점을 선택하는 것이 가능한 것을 말한다. 오목 도형의 예를 도 1 에 나타낸다.

또, 상기 오목 외형부는, 발포시에 형성되는 발포 기포와 상이한 구조이다.

상기 오목 외형부는, 1 개여도 되고 복수 개여도 된다.

상기 오목 외형부는, 수지 발포 입자의 표면을 연결하는 1 개 또는 복수 개의 관통공이어도 되고, 입자를 관통하지 않는 1 개 또는 복수 개의 오목부여도 되고, 1 개 또는 복수 개의 관통공 및 1 개 또는 복수 개의 오목부가 혼재하고 있어도 된다. 여기서, 관통공이란, 수지 발포 입자 외표면에 형성된 2 개의 구멍을 연결하는 공동이어도 되고, 그 공동이 비치는 정사 영상에 있어서, 그 공동이 수지 발포 입자에 둘러싸여 있는 정사 영상 (공동이 수지 발포 입자 내에 고립된 공동을 형성하는 정사 영상) 이 얻어지는 구조로 해도 된다.

본 실시형태의 수지 발포 입자에 있어서, 상기 오목부로는, 오목부를 확인할 수 있는 정사 영상에 있어서, 수지 발포 입자가 차지하는 영역에 대한, 그 오목부에 적어도 2 점 이상에서 외접하는 직선과 수지 발포 입자의 외표면으로 둘러싸인 영역 A 의 비율 (영역 A/수지 발포 입자가 차지하는 영역) 이, 10 ％ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30 ％ 이상이다. 그 중에서도, 오목부의 최심부를 포함하는 정사 영상에 있어서, 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 여기서, 오목부의 최심부는, 오목부에 적어도 2 점 이상에서 외접하는 직선의 수선의 오목부 외표면과의 교점까지의 거리가 가장 길어지는 부분으로 해도 된다.

오목 외형부가 관통공인 경우에는, 수지 발포 입자의 관통공을 확인할 수 있는 정사 영상에 있어서, 관통공의 면적이, 수지 발포 입자의 정사 영상의 전체 면적에 대하여, 10 ％ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30 ％ 이상이다. 그 중에서도, 수지 발포 입자의 관통공의 면적이 가장 커지는 정사 영상에 있어서, 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 또, 상기 관통공은, 관통하는 공동 형상을 확인할 수 있는 단면에 있어서, 그 단면 상의 수지 발포 입자의 전체 면적에 대하여, 공동 형상의 면적이, 10 ％ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30 ％ 이상이다. 상기 관통공은, 공동 형상의 면적이 상기를 만족하는 단면이 적어도 1 면 이상 있는 것이 바람직하고, 전체 단면에서 상기 범위를 만족하는 것이 보다 바람직하다.

상기 오목 외형부가, 상기의 오목부의 조건 및/또는 상기 관통공의 조건을 만족하도록 수지 발포 입자의 형상을 선택함으로써, 융착 성형 후의 수지 발포 성형체의 연통 공극 (연속하는 공극, 연통하는 공극) 을 양호하게 형성시킬 수 있다.

본 실시형태에 있어서, 수지 발포 입자의 오목 외형부는 관통공이어도 되고 관통공이 아니어도 되지만, 수지 발포 입자는 오목부를 갖는 형상인 것이 특히 바람직하다. 오목부를 갖는 형상을 취함으로써 종래의 수지 발포 입자에는 없었던 충전 상태가 있게 되고, 성형 후에 얻어지는 수지 발포 성형체의 연통 공극의 구조를 흡음 성능, 기계적 강도의 양방에 특히 우수한 밸런스를 실현할 수 있다.

상기 오목부를 갖는 형상으로서 특히 우수한 형상은, 수지 발포 입자에 홈상 오목부를 형성한 구조를 들 수 있고, 수지 발포 성형체 제조시에 수지 발포 입자 사이를 열융착시킬 때에 홈상 오목부가 인접하는 수지 발포 입자가 부분적으로 맞물린 충전 상태로 되어 접합됨으로써, 수지 발포 입자 사이의 접합 면적이 크고 강도가 높은 수지 발포 성형체를 형성함과 동시에, 인접하는 수지 발포 입자의 홈이 연결된 형태로 접합되는 경우에 수지 발포 입자 사이에 걸치는 공극, 즉 연통 공극이 형성된다.

상기 홈상 오목부로는, 예를 들어, 중공의 대략 원의 일부를 잘라낸 형상 (C 형상, U 형상 등) 의 단면 (도 1) 을 겹친 형상 (도 2(a)(b)), 중공의 대략 다각형 (삼각형, 사각형 등) 의 일부를 잘라낸 단면 (도 1) 을 겹친 형상 등을 들 수 있다. 여기서, 상기 중공의 대략 원 및 중공의 대략 다각형에 있어서의 중공이란, 대략 원이어도 되고, 대략 다각형이어도 되지만, 중공을 둘러싸는 형상과 동일 형상인 것이 바람직하다. 또, 상기 중공의 형상의 중심과, 상기 중공을 둘러싸는 형상의 중심이 겹쳐지는 형상 (예를 들어, 동심원 등) 인 것이 바람직하다.

상기 오목부의 예로는, 예를 들어, 일정한 두께를 갖는 원반 형상을 만곡시킨 안장 형상, 원반을 면 바깥 방향으로 만곡 또는 절곡하여 형성되는 형상, 원통상의 외측면에 단일 또는 복수의 오목부를 형성한 구조 등을 들 수 있다. 입자의 형상 중, 제조의 용이성이 있고, 생산성이 우수하고, 형상을 제어하기 쉬운 점에서 특히 바람직한 입자 형상의 예로서, 원기둥으로부터 그 외경보다 작은 외경을 갖는 공통의 축을 갖는 동일한 높이의 원기둥을 절제한 원통의, 축 방향으로부터 보아 일정한 각도 이내의 부분을 잘라내어 절제한 형상 (도 2) 등을 들 수 있다. 이하에서는 이 형상을 C 형 단면 부분 원통상이라고 하고, 이 형상을 기초로 소 (小) 변형시킨 실질적으로 동일 형상의 형상이더라도 수지 발포 성형체에 동등한 공극을 형성시키는 것이 가능하고, 상기 조건을 만족하면 본 발명의 범위 내로서 이용 가능하다. 도 2 에, 잘라내어 절제하는 부분의 크기가 상이한 C 형 단면 부분 원통상의 바람직한 예를 든다.

상기 오목부는, 수지 발포 입자의 특정 일방향에 대하여 단면을 연속해서 형성한 경우에, 동일한 형상인 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 수지 발포 입자의 일방향 (도 2 의 상하 방향, 압출 방향) 에 대한 단면에 있어서의 오목부의 형상과, 그 일방향으로 어긋나게 하여 형성한 상이한 단면에 있어서의 오목부 형상이 동일한 것이 바람직하다.

상기 수지 발포 입자는, 특정 일방향에 대하여 단면을 연속해서 형성한 경우에, 동일한 형상이어도 되고 상이한 형상이어도 되고, 동일한 형상인 것이 바람직하다.

본 실시형태에 있어서, 수지 발포 입자가 오목 외형부를 갖는 것은 광학 현미경에 의해 수지 발포 입자의 투과 화상을 입자의 관찰 방향을 바꾸면서 관찰하여 판정함으로써 확인할 수 있다.

본 실시형태의 수지 발포 입자에 있어서, 수지 발포 입자에 포함되는 수지의 밀도 ρ₀ 과 수지 발포 입자의 진밀도 ρ₁ 의 비 ρ₀/ρ₁ 이 2 ∼ 20 인 것이 필요하고, 바람직하게는 2.2 ∼ 18, 보다 바람직하게는 2.5 ∼ 15 이다. ρ₀/ρ₁ 이 2 미만이면 흡음 성능 발현이 충분하지 않고, 20 을 초과하면 기계적 강도가 저하되어 바람직하지 않다.

본 실시형태의 수지 발포 입자에 있어서, 수지 발포 입자의 진밀도 ρ₁ 과 수지 발포 입자의 부피 밀도 ρ₂ 의 비 ρ₁/ρ₂ 가 1.5 ∼ 4.0 인 것이 필요하고, 바람직하게는 1.8 ∼ 3.5, 보다 바람직하게는 2 ∼ 3 이다. ρ₁/ρ₂ 가 1.5 미만이면 흡음 성능이 충분하지 않고, 4.0 을 초과하면 기계적 강도가 저하되어 바람직하지 않다.

본 명세서에 있어서 부피 밀도 ρ₂ 란, 소정 중량 M 의 수지 발포 입자를 그 중량 M 에 있어서의 수지 발포 입자의 부피 체적 V₂ 로 나눈 값 M/V₂ 이고, 진밀도 ρ₁ 이란 소정 중량 M 의 수지 발포 입자를 그 중량 M 에 있어서의 수지 발포 입자의 진 (眞) 체적 V₁ 로 나눈 값 M/V₁ 이다. 상기 부피 체적 V₂ 란, 상기 소정 중량 M 의 수지 발포 입자를 메스실린더 내에 충전하여 메스실린더를 진동시키고, 그 체적이 항량에 도달했을 때의 눈금을 읽은 값을 가리킨다. 또한 진체적 V₁ 이란, 상기 소정 중량 M 의 수지 발포 입자를, 수지 발포 입자를 용해하지 않는 액체가 들어간 메스실린더 중에 가라앉혔을 때에 상기 액체의 증량한 부분의 체적을 말한다.

수지의 밀도 ρ₀ 이란, 발포 전의 원료 수지의 밀도이고, 수몰법에 의해 중계 (重計) 를 사용하여 측정되는 밀도이다.

본 명세서에 있어서 ρ₀, ρ₁, ρ₂ 는 모두, 20 ℃, 0.10 ㎫ 의 환경하에 있어서 측정하여 얻어진 값을 의미하는 것으로 한다.

본 실시형태의 수지 발포 입자의 평균 입자경은, 100 g 의 수지 발포 입자를 JIS Z8801 에서 규정되는 표준 체를 사용한 분급법에 의해 측정할 수 있다. 상기 수지 발포 입자의 평균 입자경은 0.5 ∼ 6.0 ㎜ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.7 ∼ 5.0 ㎜ 이고, 더욱 바람직하게는 1.0 ㎜ ∼ 4.0 ㎜, 특히 바람직하게는 1.2 ㎜ ∼ 3.0 ㎜ 이다. 평균 입자경이 0.5 ㎜ 미만이면 제조 공정에서의 취급이 어렵고, 6.0 ㎜ 를 초과하면 복잡한 성형품의 표면 정밀도가 저하되는 경향이 나타나 바람직하지 않다.

본 실시형태의 수지 발포 입자의 제조 방법으로는, 열가소성 수지의 열가소성을 이용한 방법, 고체 상태의 입자의 절삭 등의 후가공에 의한 방법 등이 가능하고, 입자에 원하는 외형을 부여할 수 있는 방법이면 적용 가능하다. 그 중에서 생산성이 우수하고, 안정적인 형상의 입자가 제조 가능한 방법으로서, 특수 형상의 토출 단면을 형성한 다이를 사용한 이형 압출법을 바람직하게 사용할 수 있다. 특수 형상의 토출 단면을 형성한 다이를 갖는 압출기에 의해 열가소성 수지를 용융 압출하고, 스트랜드 컷 또는 언더워터 컷 등 공업적으로 통상 사용되고 있는 방법에 의해 펠릿타이즈하여 얻어진 펠릿을 발포시켜 수지 발포 입자를 얻는 방법, 및 압출기에 발포제를 배럴 도중부터 주입하여 토출과 동시에 발포시키고, 냉각 후, 언더워터 컷 또는 스트랜드 컷하여 수지 발포 입자를 직접 얻는 방법, 압출기 내에서 용융시켜 원하는 단면 형상을 갖는 다이스로부터 압출하고, 냉각 후 펠릿타이저에 의해 소정의 길이로 절단함으로써 기재 수지 펠릿을 제조하고, 그 기재 수지 펠릿에 발포제를 함침시키고, 가열함으로써 소정의 발포 배율로 발포시키는 방법 등 종래 공지된 방법을 임의로 응용하여 제조할 수 있다.

본 실시형태의 수지 발포 입자는 수지를 포함한다. 상기 수지로는, 열가소성 수지 등을 들 수 있다.

상기 열가소성 수지로는, 예를 들어, 폴리스티렌, 폴리α-메틸스티렌, 스티렌 무수 말레산 코폴리머, 폴리페닐렌옥사이드와 폴리스티렌의 블렌드 또는 그래프트 폴리머, 아크릴로니트릴-스티렌 코폴리머, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 터폴리머, 스티렌-부타디엔 코폴리머, 하이 임팩트 폴리스티렌 등의 스티렌계 중합체, 폴리염화비닐, 염화비닐-아세트산비닐 코폴리머, 후염소화 폴리염화비닐, 에틸렌 또는 프로필렌과 염화비닐의 코폴리머 등의 염화비닐계 중합체, 폴리염화비닐리덴계 공중합 수지, 나일론-6, 나일론-6,6, 단독 및 공중합 폴리아미드 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 단독 및 공중합 폴리에스테르계 수지, 변성 폴리페닐렌에테르 수지 (페닐렌에테르-폴리스티렌 얼로이 수지), 폴리카보네이트 수지, 메타크릴이미드 수지, 폴리페닐렌술파이드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리에스테르계 수지, 페놀 수지, 우레탄 수지, 폴리올레핀계 수지 등을 들 수 있다.

상기 폴리올레핀계 수지로는, 치글러 촉매 또는 메탈로센 촉매 등을 사용하여 중합된 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체, 프로필렌-부텐 랜덤 공중합체, 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체, 에틸렌-프로필렌-부텐 3 원 공중합체 등의 폴리프로필렌계 수지나, 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌, 직사슬형 초저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체, 아이오노머 수지 등의 폴리에틸렌계 수지가, 각각 단독으로 혹은 혼합하여 사용된다.

상기 수지로는, 20 ℃ 에 있어서의 표면 장력이 37 ∼ 60 mN/m 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 38 ∼ 55 mN/m 이다. 표면 장력이 상기 범위 내이면, 역학적 강도가 높은 흡음성의 수지 발포 성형체가 얻어져, 특히 바람직하다.

수지의 표면 장력은, JIS K6768 「플라스틱 - 필름 및 시트 - 습윤 장력 시험 방법」에 기재된 방법에 있어서 온도를 20 ℃ 로 변경한 방법에 의해 측정되는 값을 사용한다.

상기 바람직한 표면 장력 범위에 포함되는 열가소성 수지의 예로는 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 메타크릴계 수지, 변성 폴리에테르 수지 (페닐렌에테르-폴리스티렌 얼로이 수지) 등으로 표면 장력이 상기 범위 내인 열가소성 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 내열성, 내약품, 내용제성이 우수하고, 고내열 발포 구조 재료 용도에 적절한 수지로서 폴리아미드 수지, 내열성, 고온 강성이 우수한 수지로는, 변성 폴리에테르 수지 (페닐렌에테르-폴리스티렌 얼로이 수지) 를 들 수 있다.

수지의 표면 장력을 상기 범위로 함으로써, 특히 발포 수지의 과열 수증기에 의한 가열 팽창 융착시에, 수증기와 표면의 친화성이 높아지는 결과로서, 융착 강도가 높은 균일한 발포 성형체가 얻어진다. 또한, 수지의 표면 장력이란, 수지 발포 입자를 구성하는 모든 수지의 혼합 수지의 표면 장력으로 해도 되고, 수지 발포 입자를 구성하는 모든 수지 중 적어도 하나의 수지의 표면 장력이 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하고, 모든 수지의 표면 장력이 상기 범위를 만족하는 것이 보다 바람직하다.

상기 수지로는, 유리 전이 온도가 -10 ℃ 이상, 280 ℃ 이하인 것이 바람직하다.

수지의 유리 전이 온도는, JIS K7121 : 1987 「플라스틱의 전이 온도 측정 방법」에 준거하여 DSC 법에 의해 측정되는 값을 사용한다. 즉, 온도 23 ± 2 ℃ 및 상대 습도 50 ± 5 ％ 에 있어서 24 시간 이상 상태 조절 후, 시험편을 DSC 장치의 용기에 넣고, 비결정성인 경우에는 유리 전이 종료시보다 적어도 약 30 ℃ 높은 온도까지, 결정성인 경우에는 융해 피크 종료시보다 적어도 약 30 ℃ 높은 온도까지 가열하고, 각각의 온도로 10 분간 유지한 후, 유리 전이 온도보다 약 50 ℃ 낮은 온도까지 급랭한다. 가열 속도는, 미리 전이 온도보다 약 50 ℃ 낮은 온도에서 장치가 안정될 때까지 유지한 후, 가열 속도 매분 20 ℃ 로 전이 종료시보다 약 30 ℃ 높은 온도까지 가열하고, DSC 곡선을 그리게 한다.

상기 수지 원료의 유리 전이 온도의 하한치는, 보다 바람직하게는 0 ℃, 더욱 바람직하게는 10 ℃ 이다. 유리 전이 온도를 상기 하한치 이상으로 함으로써, 성형품에 대한 장시간의 압축력에 의한 흡음 성능의 저하를 억제할 수 있고, 응력이 가해지는 흡음 부재에도 사용할 수 있는 점에서 바람직하다.

상기 유리 전이 온도의 상한치는, 보다 바람직하게는 260 ℃, 더욱 바람직하게는 240 ℃ 이다. 유리 전이 온도의 상기 상한치 이하로 함으로써, 발포 성형의 온도를 낮게 설정할 수 있고, 고생산성으로 발포를 제조할 수 있어 특히 바람직하다.

상기 바람직한 유리 전이 온도 범위에 포함되는 열가소성 수지의 예로는, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 메타크릴계 수지, 변성 폴리에테르 수지 (페닐렌에테르-폴리스티렌 얼로이 수지) 등으로 유리 전이 온도가 상기 범위 내인 열가소성 수지를 들 수 있다.

그 중에서도, 내열성, 내약품, 내용제성이 우수하고, 고내열 발포 구조 재료 용도에 적절한 수지로서 폴리아미드 수지, 내열성, 고온 강성이 우수한 수지로는, 변성 폴리에테르 수지 (페닐렌에테르-폴리스티렌 얼로이 수지) 를 들 수 있다.

또한, 수지의 유리 전이 온도란, 수지 발포 입자를 구성하는 모든 수지의 혼합 수지의 유리 전이 온도로 해도 되고, 수지 발포 입자를 구성하는 모든 수지 중 적어도 하나의 수지의 유리 전이 온도가 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하고, 모든 수지의 유리 전이 온도가 상기 범위를 만족하는 것이 보다 바람직하다.

상기 열가소성 수지는, 무가교의 상태로 사용해도 되지만, 퍼옥사이드나 방사선 등에 의해 가교시켜 사용해도 된다.

본 실시형태의 수지 발포 입자는 필요에 따라, 통상적인 배합제, 예를 들어, 산화 방지제, 광 안정제, 자외선 흡수제, 난연제, 염료, 안료 등의 착색제, 가소제, 활제, 결정화 핵제, 탤크, 탄산칼슘 등의 무기 충전제 등을 목적에 따라 포함하고 있어도 된다.

상기 난연제로는, 브롬계, 인계 등의 난연제가 사용 가능하고, 상기 산화 방지제로는, 페놀계, 인계, 황계 등의 산화 방지제가 사용 가능하고, 상기 광 안정제로는, 힌더드 아민계, 벤조페논계 등의 광 안정제가 사용 가능하다.

상기 수지 발포 입자의 평균 기포 직경을 조절할 필요가 있는 경우에는, 기포 조정제를 첨가해도 된다. 기포 조정제로는, 무기 조핵제에는, 탤크, 실리카, 규산칼슘, 탄산칼슘, 산화알루미늄, 산화티탄, 규조토, 클레이, 중조, 알루미나, 황산바륨, 산화알루미늄, 벤토나이트 등이 있고, 그 사용량은 통상, 수지 발포 입자의 원료 전체량에 대하여, 0.005 ∼ 2 질량부를 첨가한다.

본 실시형태의 수지 발포 입자의 제조시에 사용하는 발포제로는, 휘발성 발포제 등을 들 수 있다. 상기 휘발성 발포제로는, 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 이소부탄, 펜탄, 이소펜탄, 네오펜탄, 헥산, 헵탄, 시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로펜탄 등의 사슬형 또는 고리형 저급 지방족 탄화수소류, 디시클로디플루오로메탄, 트리클로로모노플루오로메탄, 1-클로로-1,1-디플루오로에탄, 1-클로로-2,2,2-트리플루오로에탄 등의 할로겐화 탄화수소류, 질소, 공기, 이산화탄소 등의 무기 가스계 발포제 등을 들 수 있다.

[수지 발포 성형체]

본 실시형태의 수지 발포 성형체는, 상기 수지 발포 입자가 서로 융착한 성형체이다. 즉, 본 실시형태의 수지 발포 성형체는, 적어도 2 개 이상의 상기 수지 발포 입자가 서로 융착한 부분을 적어도 갖는 성형체이다. 융착한 수지 발포 입자 사이에는 융착한 부분 및 공극부가 있다. 본 실시형태의 수지 발포 성형체는 방음 부재로서 사용할 수 있다. 상기 방음 부재는, 본 실시형태의 수지 발포 성형체를 포함하는 것이 바람직하고, 본 실시형태의 수지 발포 성형체만으로 이루어져 있어도 된다.

또, 본 실시형태의 수지 발포 성형체는, 융착한 상기 수지 발포 입자 사이에 연속한 공극부를 갖고, 공극률이 15 ∼ 80 ％ (보다 바람직하게는 30 ∼ 70 ％) 인 것이 바람직하다.

상기 공극률은, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.

본 실시형태의 수지 발포 성형체에 있어서, 상기 수지 발포 입자가, 수지 발포 성형체 전체에서 차지하는 비율이, 98 중량％ 이상이면 실질적으로 오목 외형부를 갖는 수지 발포 입자의 성능이 얻어지기 때문에 바람직하다.

본 실시형태의 수지 발포 성형체는, 상기 수지 발포 입자의 집합체가 서로 융착하여 얻어지는 성형체로서, 수지 발포 입자 사이에 연속한 공극부를 갖는 것이 필요하다. 본 명세서에 있어서 「연속한 공극부」란, 융착되어 있는 수지 발포 입자 사이에 서로 연속한 공극부가 형성된 결과로서, 수지 발포 성형체의 상대 (相對) 하는 2 면 사이 (2 표면 사이) 에 연속한 공극이 생기고 유체가 유동 가능한 상태로 되어 있는 것을 의미한다. 본 실시형태의 수지 발포 성형체는, 적어도 일방향으로 연속한 공극부를 갖는 것이 바람직하고, 두께 방향으로 연속한 공극부를 갖는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 있어서, 연통 공극으로는, 두께 10 ㎜ 의 평판상 수지 발포 성형체 시료를 사용하여, 국제 규격 ISO9053 에 규정되어 있는 AC 법에 의해 측정되는 두께 방향으로 측정한 단위 길이 흐름 저항이 1,000,000 N·s/m⁴ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 500,000 N·s/m⁴ 이하이다.

본 실시형태의 수지 발포 성형체의 제조는, 상기 수지 발포 입자를 폐쇄한 금형 내에 충전, 발포시켜 얻지만, 밀폐할 수 없는 금형 내에 충전하여 가열하고, 수지 발포 입자 상호를 융착시키는 방법이 채용되어도 된다. 수지종과 성형 조건에 따라서는 범용되는 형 내 발포 자동 성형기를 사용할 수 있다.

본 실시형태에 있어서, 오목 외형부를 갖는 수지 발포 입자와, 오목 외형부를 갖지 않는 타원 구상, 원기둥상, 다각 기둥상 등 수지 발포 입자로서 일반적인 형상의 입자를 임의의 비율로 혼합 사용하여 수지 발포 성형체를 제조함으로써 원하는 흡음 성능, 기계적 강도의 밸런스를 조정할 수 있다.

본 실시형태의 수지 발포 성형체는 단독의 성형체로서 사용하는 것 이외에 그 밖의 무기 및 유기의 직포, 부직포 등 섬유 집합층, 무기 및 유기의 다공질체층을 임의의 형태로 적층하여 사용할 수 있다. 적층하는 층은 표피재로서 제품의 표면 외관이나 표면 특성의 개량을 위해 발포 성형품과 적층, 접착하는 것 외에, 비즈 성형시에 금형 내부에 표피재를 세트한 상태에서 발포 수지 비즈를 충전하고 발포 성형을 실시함으로써 열융착시키는 방법을 사용할 수도 있다.

[적층체]

본 발명의 적층체는, 섬유 집합체를 포함하는 면재 (Ⅰ) 과, 상기 수지 발포 성형체를 포함하는 기재 (Ⅱ) 를 포함하는 적층체로서, 상기 섬유 집합체는, 겉보기 중량이 10 ∼ 300 g/㎡, 평균 겉보기 밀도가 0.10 ∼ 1.0 g/㎤, 평균 섬유 직경이 0.6 ∼ 50 ㎛, 통기도가 2 ∼ 70 cc/(㎠·sec) 이고, 두께는 3 ∼ 80 ㎜ 이다.

본 실시형태의 적층체는, 면재 (Ⅰ), 기재 (Ⅱ) 이외에도, 가스 배리어층, 대전 방지층, 표면 경화층, 전자 차폐층, 활제층, 도전성층, 유전체층, 전기 절연층, 방담층, 자성체층, 인쇄층, 가식층 등의 다른 층을 포함하고 있어도 된다. 그 중에서도, 흡음 성능이 한층 더 우수한 관점에서, 면재 (Ⅰ) 과 기재 (Ⅱ) 만으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 실시형태의 적층체의 두께는, 흡음 성능, 강성, 강도와 경량성의 밸런스가 우수한 관점에서, 3 ∼ 80 ㎜ 이고, 5 ∼ 50 ㎜ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 ∼ 30 ㎜ 이다.

(기재 (Ⅱ))

본 실시형태의 적층체를 형성하는, 연통 공극을 갖는 수지 발포 성형체를 포함하는 기재 (Ⅱ) 에 대하여 이하에 설명한다. 상기 연통 공극을 갖는 수지 발포 성형체는, 상기 서술한 바와 같이 수지 발포 입자를 융합 성형함으로써 얻어지는 수지 발포 성형체인 것이 바람직하다.

상기 기재 (Ⅱ) 는, 상기 수지 발포 성형체를 포함한다. 그 중에서도, 상기 수지 발포 성형체만으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 기재 (Ⅱ) 는, 상기 수지 발포 성형체 이외에, 무기 또는 유기의 입자, 난연제, 안정제 등의 첨가제를 포함하는 수지층을 포함하고 있어도 된다.

상기 기재 (Ⅱ) 의 두께는, 흡음 성능, 강성, 강도와 경량성의 밸런스가 우수한 관점에서, 2 ∼ 78 ㎜ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 ∼ 28 ㎜ 이다.

기재의 형상으로는, 평면상에 한정되지 않고 상대하는 2 차원의 펼쳐짐을 갖는 2 면을 주된 표면으로 하는 임의의 형상이어도 되고, 디자인성의 관점에서 성형품의 표면이 곡면을 갖는 것이어도, 추가로 흡음 성능을 저해하지 않는 범위에서 부분적으로 볼록부, 오목부를 형성한 형상이어도 된다. 기재의 두께가 일정하지 않은 경우, 흡음 성능, 강성, 강도와 경량성의 밸런스가 우수한 관점에서, 기재의 상대하는 표면 사이의 최단 거리가, 2 ∼ 78 ㎜ 인 것이 바람직하고, 5 ∼ 28 ㎜ 인 것이 보다 바람직하다.

상기 수지 발포 성형체의 제조는, 상기 수지 발포 입자를 폐쇄한 금형 내에 충전, 발포시켜 얻지만, 밀폐할 수 없는 금형 내에 충전하여 가열하고, 수지 발포 입자 상호를 융착시키는 방법을 채용해도 된다. 수지종과 성형 조건에 따라서는 범용되는 형 내 발포 자동 성형기를 사용할 수 있다.

오목 외형부를 갖는 수지 발포 입자와, 오목 외형부를 갖지 않는 타원 구상, 원기둥상, 다각 기둥상 등 수지 발포 입자로서 일반적인 형상의 입자를 임의의 비율로 혼합 사용하여 수지 발포 성형체를 제조함으로써 원하는 흡음 성능, 기계적 강도의 밸런스를 조정할 수 있다.

[면재 (Ⅰ)]

다음으로 본 실시형태의 적층체를 형성하는 섬유 집합체를 포함하는 면재 (Ⅰ) 에 대하여 이하에 설명한다.

상기 면재 (Ⅰ) 은, 상기 섬유 집합체를 포함한다. 그 중에서도, 상기 섬유 집합체만으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 면재 (Ⅰ) 은, 상기 섬유 집합체 이외에, 산화 방지제, 광 안정제, 자외선 흡수제, 난연제, 염료, 안료 등의 착색제, 가소제, 활제, 결정화 핵제, 탤크, 탄산칼슘 등의 무기 충전제 등을 포함하는 수지층을 포함하고 있어도 된다.

상기 면재 (Ⅰ) 의 두께로는, 0.05 ∼ 2.0 ㎜ 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.07 ∼ 1.5 ㎜, 더욱 바람직하게는 0.1 ∼ 1.0 ㎜ 이다.

상기 섬유 집합체의 겉보기 중량은, 10 ∼ 300 g/㎡ 이고, 바람직하게는 20 ∼ 250 g/㎡, 보다 바람직하게는 25 ∼ 200 g/㎡ 이다. 상기 겉보기 중량이 10 g/㎡ 미만이면 적층체의 흡음 성능이 저하되고, 섬유 집합체의 겉보기 중량이 300 g/㎡ 를 초과하면 내구성이 저하되는 경향이 나타나 바람직하지 않다.

상기 섬유 집합체의 겉보기 중량은, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.

상기 섬유 집합체의 평균 겉보기 밀도는, 0.10 ∼ 1.0 g/㎤ 이고, 바람직하게는 0.12 ∼ 0.90 g/㎤, 보다 바람직하게는 0.15 ∼ 0.80 g/㎤ 이다. 상기 평균 겉보기 밀도가 0.10 g/㎤ 미만이면 적층체의 흡음 성능이 저하되고, 섬유 집합체의 평균 겉보기 밀도가 1.0 g/㎤ 를 초과하면, 치밀성이 증대되고, 면재와 기재의 밀착 안정성이 저하된다.

상기 섬유 집합체의 평균 겉보기 밀도는, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.

상기 섬유 집합체의 평균 섬유 직경은, 1 ∼ 50 ㎛ 이고, 바람직하게는 1.5 ∼ 40 ㎛, 보다 바람직하게는 2.0 ∼ 30 ㎛ 이다. 섬유 집합체의 평균 섬유 직경이 1 ㎛ 미만이면 면재의 내구성이 저하되는 경향이 나타나고, 평균 섬유 직경이 50 ㎛ 를 초과하면 흡음률의 저하 경향이 나타나기 때문에, 바람직하지 않다.

상기 섬유 집합체의 평균 섬유 직경은, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.

상기 섬유 집합체의 통기도는, 2 ∼ 70 cc/(㎠·sec) 이고, 바람직하게는 3 ∼ 60 cc/(㎠·sec), 보다 바람직하게는 5 ∼ 50 cc/(㎠·sec) 이다. 섬유 집합체의 통기도가 2 cc/(㎠·sec) 미만이면 흡음 성능이 평균적으로 저하되고, 통기도가 70 cc/(㎠·sec) 를 초과하면, 흡음 성능은 높아지지만 고흡음률을 나타내는 주파수 영역이 좁아지기 때문에 바람직하지 않다.

상기 섬유 집합체의 통기도는, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.

상기 섬유 집합체는, 1 종의 섬유로 이루어지는 집합체여도 되고, 복수 종의 섬유로 이루어지는 집합체여도 된다. 또, 상기 섬유 집합체는, 단층체여도 되고, 상이한 종류의 섬유로 이루어지는 층의 적층체여도 된다. 섬유 집합체의 형태는 특별히 제한이 없고, 예를 들어 직포, 부직포, 펠트 등 어느 형태여도 된다.

상기 면재 (Ⅰ) 은, 흡음 성능이 한층 더 우수하고, 적층체의 강도도 우수한 관점에서, 일방의 표면층으로서 평균 섬유 직경이 5 ∼ 50 ㎛ 인 열가소성 합성 섬유층 (A) (본 명세서에 있어서, 「층 (A)」라고 하는 경우가 있다), 중간층으로서 평균 섬유 직경이 0.3 ∼ 10 ㎛ 인 열가소성 합성 극세 섬유층 (B) (본 명세서에 있어서, 「층 (B)」라고 하는 경우가 있다), 타방의 표면층으로서 평균 섬유 직경이 5 ∼ 50 ㎛ 인 열가소성 합성 섬유를 포함하는 층 (C) (본 명세서에 있어서, 「층 (C)」라고 하는 경우가 있다) 의 3 층으로 이루어지는 섬유 집합 적층체, 또는 그 섬유 집합 적층체를 2 ∼ 30 장 중첩한 섬유 집합 적층체 복합체인 것이 바람직하다.

상기 섬유 집합 적층체의 겉보기 중량 및 평균 겉보기 밀도가 지나치게 작으면 적층체의 흡음성이 저하되고, 섬유 집합 적층체의 겉보기 중량 및 평균 겉보기 밀도가 지나치게 크면, 치밀성이 증대되지만 면재와 기재의 밀착 안정성이 저하된다. 또, 섬유 집합 적층체의 각 층의 통기도가 지나치게 낮으면 흡음 성능이 평균적으로 저하되고, 지나치게 높으면 최대의 흡음 성능이 높아지지만 고흡음률의 주파수 영역이 좁아지기 때문에 바람직하지 않다.

상기 섬유 집합 적층체의 층 (A) 및 층 (C) 의 평균 섬유 직경은, 5 ∼ 50 ㎛ 이고, 층 (B) 의 평균 섬유 직경은 0.3 ∼ 10 ㎛ 인 것이 바람직하다. 층 (A) 의 평균 섬유 직경과 층 (C) 의 평균 섬유 직경은, 동일해도 되고 상이해도 된다.

층 (A) 의 평균 섬유 직경으로는, 7 ∼ 40 ㎛ 가 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 30 ㎛ 이다. 층 (C) 의 평균 섬유 직경으로는, 7 ∼ 40 ㎛ 가 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 30 ㎛ 이다. 층 (B) 의 평균 섬유 직경으로는 1.0 ∼ 10 ㎛ 가 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1.5 ∼ 9 ㎛, 더욱 바람직하게는 2.0 ∼ 8 ㎛ 이고, 특히 바람직하게는 2.0 ㎛ 이상 7 ㎛ 미만이다.

즉, 층 (A) 및 층 (C) 는 비교적 큰 섬유 직경으로 이루어지고, 큰 섬유 간극이 구성된다. 중간에 극세 섬유의 층 (B) 를 배치함으로써, 굵은 섬유의 지지체의 간극에 극세 섬유가 피복된 극세 섬유로 이루어지는 얇은 층이 형성되기 쉽고, 그 결과 수 ㎛ 이하의 매우 작은 섬유 간극을 형성할 수 있고, 우수한 흡음성이 얻어진다.

상기 섬유 집합 적층체는, 예를 들어, 스펀 본드법 등으로부터 얻어지는 장섬유 부직포의 적층 부직포여도 되고, 바람직하게는, 평균 섬유 직경이 0.3 ∼ 10 ㎛ 인 층 (B) 를 중간층으로 하고 그 양면에, 평균 섬유 직경이 5 ∼ 50 ㎛ 인 층 (A) 및 층 (C) 를 적층시켜 이루어지는, 3 층 구조 (A/B/C) 의 적층 부직포이다. 그 적층 부직포의 일방의 표층 (A) 는, 고융점 (예를 들어, 융점 230 ∼ 300 ℃) 의 열가소성 합성 섬유로 이루어지고, 타방의 표층 (C) 는 융점의 차가 20 ℃ 이상 (바람직하게는 25 ℃ 이상) 인 복수 종의 섬유로 이루어지는 층인 것이 바람직하다.

층 (A) 에 사용하는 열가소성 합성 섬유로는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 공중합 폴리에스테르 등의 폴리에스테르 섬유, 나일론 6, 나일론 66, 공중합 폴리아미드 등의 폴리아미드 섬유 등이다. 그 중에서도, 층 (C) 에 복수 종의 열가소성 합성 섬유가 포함되는 경우, 층 (A) 에 사용하는 상기 열가소성 합성 섬유는, 층 (C) 에 포함되는 융점이 가장 낮은 열가소성 합성 섬유의 융점보다, 20 ℃ 이상 (바람직하게는 25 ℃ 이상) 높은 융점을 갖는 것이 바람직하다.

층 (A) 에 사용하는 열가소성 합성 섬유와, 층 (C) 에 포함되는 열가소성 합성 섬유는, 동일한 섬유여도 되고 상이한 섬유여도 된다. 그 중에서도, 각 층 간의 접합 강도의 관점에서, 동일한 섬유인 것이 바람직하다.

층 (B) 의 극세 섬유는, 층 (A) 및 층 (C) 의 합성 섬유의 간극을 수 ㎛ 이하로 피복하여, 얇은 막상으로 형성하는 층이고, 그 때문에 극세 섬유의 평균 섬유 직경은 0.3 ∼ 10 ㎛, 바람직하게는 1.2 ∼ 7 ㎛, 보다 바람직하게는 1.5 ∼ 3 ㎛ 이다.

부직포 면재에 적어도 1 층 포함되는 극세 섬유층 (B) 를 구성하는 섬유의 평균 섬유 직경은, 바람직하게는 0.3 ∼ 7 ㎛, 보다 바람직하게는 0.4 ∼ 5 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.6 ∼ 2 ㎛ 이다. 0.3 ㎛ 미만의 섬유 직경으로 방사하기 위해서는 가혹한 조건이 필요해지기 때문에 안정적인 섬유가 얻어지지 않는다. 한편, 섬유 직경이 7 ㎛ 를 초과하면, 평균 섬유 직경 10 ∼ 30 ㎛ 의 층 (A) 및 (C) 와 조합한 경우에, 층 (A) 및 (C) 를 구성하는 섬유의 평균 섬유 직경에 가까워져, 연속 장섬유층의 간극에 미세 섬유로서 비집고 들어가 그 간극을 매립하는 작용이 발휘되지 않기 때문에, 치밀한 구조가 얻어지지 않는다.

상기 면재는, 섬유 집합 적층체, 또는 2 ∼ 30 장 (바람직하게는 2 ∼ 10 장) 의 섬유 집합 적층체를 중첩한 섬유 집합 적층체 복합체여도 된다. 섬유 집합 적층체의 장수가 30 장을 초과하면 면재를 안정적으로 유지하는 것이 어렵고, 공정 중에서 중간에 공기층이 들어가기 쉬워지고, 두께의 균질성이 저하되는 경향이 나타나 바람직하지 않다.

상기 극세 섬유를 구성하는 폴리머로는, 예를 들어 저점도로, 멜트 블로우 방식으로 극세 섬유를 형성할 수 있는 합성 수지가 바람직하게 사용된다. 예를 들어, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 공중합 폴리에틸렌, 공중합 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트에 프탈산, 이소프탈산, 세바크산, 아디프산, 디에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올의 1 종 또는 2 종 이상의 화합물을 공중합한 방향족 폴리에스테르 공중합체, 지방족 에스테르 등의 폴리에스테르계 섬유, 공중합 폴리아미드 등의 합성 섬유 등이 사용된다.

층 (C) 에 사용하는 열가소성 합성 섬유로는, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 공중합 폴리에틸렌, 공중합 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트에 프탈산, 이소프탈산, 세바크산, 아디프산, 디에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올의 1 종 또는 2 종 이상의 화합물을 공중합한 방향족 폴리에스테르 공중합체, 지방족 에스테르 등의 폴리에스테르계 섬유, 공중합 폴리아미드 등의 합성 섬유가 사용된다.

이들 섬유는, 단독이어도 되고, 2 종 이상 복합 혼섬해도 되고, 또, 저융점 섬유와 고융점 섬유의 복합 혼섬으로 해도 된다. 또한, 바람직하게는, 고융점 성분을 심 (core) 부에 갖고, 저융점 성분을 초 (sheath) 부에 갖는, 초심 구조의 복합 섬유가 사용된다. 예를 들어, 심이 고융점 (예를 들어, 융점 230 ∼ 300 ℃) 성분으로, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 공중합 폴리에스테르, 나일론 6, 나일론 66, 공중합 폴리아미드 등이고, 초가 저융점 (예를 들어, 융점 210 ∼ 280 ℃, 심의 고융점 성분보다 20 ∼ 180 ℃ 융점이 낮은 성분 등) 성분으로 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 공중합 폴리에틸렌, 공중합 폴리프로필렌, 공중합 폴리에스테르, 지방족 에스테르 등을 들 수 있다. 이들의 조합 중, 층 (A) 를 구성하는 상기 열가소성 합성 섬유는, 층 (C) 의 저융점 성분의 융점보다 20 ℃ 이상 고융점인 것이 바람직하다.

상기 면재 (Ⅰ) 에는, 착색, 발수성, 난연성 등을 부여하는 목적으로, 염색 등의 착색 가공, 불소 수지 등의 발수 가공, 인계 등의 난연제 가공 등의 기능 부여 가공을 해도 된다.

도 4 에 본 실시형태의 적층체의 일례를 나타낸다.

본 실시형태의 적층체 (1) 는, 상기 면재 (Ⅰ) (3) 과, 상기 기재 (Ⅱ) (2) 를 포함한다. 면재 (3) 는, 상기 층 (A) (4), 상기 층 (B) (5), 상기 층 (C) (6) 의 3 층으로 이루어지는 섬유 집합 적층체여도 된다.

본 실시형태의 적층체에 있어서, 면재 (Ⅰ) 및 기재 (Ⅱ) 의 적층수는 특별히 한정되지 않는다. 본 실시형태의 적층체는, 면재 (Ⅰ) 의 일방의 표면에 기재 (Ⅱ) 가 적층된, 1 개의 면재와 1 개의 기재로 이루어지는 적층체여도 되고 (도 4), 기재 (Ⅱ) 의 양방의 표면에 면재 (Ⅰ) 이 적층된 1 개의 기재와 2 개의 면재로 이루어지는 적층체여도 된다.

면재 (Ⅰ) 로서, 상기 섬유 집합 적층체를 사용하는 경우, 기재 (Ⅱ) 는, 층 (A) 와 접하고 있어도 되고, 층 (C) 와 접하고 있어도 된다. 그 중에서도, 가열 적층 후의 적층체의 강도가 우수하고, 흡음 성능이 한층 더 우수한 관점에서, 층 (C) 와 기재 (Ⅱ) 가 접하는 형태로 적층되는 것이 바람직하다.

또, 상기 섬유 집합 적층체를 2 개 이상 겹치는 경우, 일방의 섬유 집합 적층체의 층 (A) 와 타방의 섬유 집합 적층체의 층 (C) 가 겹쳐지도록 적층되어도 되고, 일방의 섬유 집합 적층체의 층 (A) 와 타방의 섬유 집합 적층체의 층 (A) 가 겹쳐지도록 적층되어도 된다. 그 중에서도, 가열 적층 후의 적층체의 강도가 우수하고, 흡음 성능이 한층 더 우수한 관점에서, 일방의 섬유 집합 적층체의 층 (A) 와 타방의 섬유 집합 적층체의 층 (C) 가 겹쳐지도록 적층되는 것이 바람직하다.

다음으로 본 실시형태의 적층체에 있어서의, 면재 (Ⅰ) 과 기재 (Ⅱ) 의 적층 방식에 대하여 설명한다.

섬유 집합체를 포함하는 면재 (Ⅰ) 의 편면에 수지 발포 성형체를 포함하는 기재 (Ⅱ) 를 적층하는 수단으로는, 열접착에 의한 방법 외에, 접착제를 개재하여 적층 일체화하는 방법 등도 들 수 있지만, 접착제를 사용하지 않고, 면재 (Ⅰ) 과 기재 (Ⅱ) 를 단순히 중첩하여 적층체 (복합 흡음재) 로 하는 것이 바람직하다. 접착제를 사용하지 않음으로써, 면재 (Ⅰ) 과 기재 (Ⅱ) 사이에는 통기성을 확실하게 확보할 수 있고, 안정적인 흡음 성능을 유지할 수 있다. 이와 같이, 단순히 중첩하여 적층하는 경우에는, 소정의 프레임 (틀) 에 끼워 넣고, 적어도 단부를 고정시킴으로써 일체화하면 된다. 접착제를 개재하여 적층 일체화하는 경우에는, 접착제를 부분적으로 배치함으로써, 통기성을 확보하면 된다. 접착제가 막을 형성하여 접착제층이 되어, 통기성이 저해되면, 면재 (Ⅰ) 로부터 기재 (Ⅱ) 로의 소리의 침입이 저해되고, 흡음 성능이 저하될 우려가 있다. 이와 같이 부분적으로 접착제를 존재시키는 방법으로는, 파우더상이나 섬유상의 열접착제를 사용하면 된다. 또, 기재 (Ⅱ) 에 있어서, 섬유 집합 적층체 등의 면재 (Ⅰ) 측의 면이 되는 기재 (Ⅱ) 표면을 가열 용융시키고, 섬유 집합 적층체 등의 면재 (Ⅰ) 과 첩합 (貼合) 하는 방법에 의해 접착 일체화할 수도 있다.

면재 (Ⅰ) 과 기재 (Ⅱ) 의 열접착에 의한 적층법의 구체예로는, 면재 (Ⅰ) 에 포함되는 섬유, 및 기재 (Ⅱ) 에 포함되는 수지가 연화 또는 융해되는 가열 분위기하에서, 네트, 롤 등으로 가열, 가압하여 접착하는 열접착 방법 ; 면재 및/또는 기재에 핫멜트계의 분말, 접착제 등을, 스프레이식, 롤식 등으로 도포시키고, 가열 처리하는 것 등 접합하는 접착 방법 ; 저융점 섬유를 포함하는 부직포, 거미집 형상의 부직포, 테이프 얀 클로스, 핫멜트계 필름, 메시 등의 시트상물을 개재시켜 접착하는 접착성 시트 방법 ; 등을 들 수 있다.

본 실시형태에 있어서, 면재 (Ⅰ) 로서, 2 장 이상의 섬유 집합 적층체를 겹치는 경우에는, 개개의 섬유 집합 적층체를 순서대로 적층하는 방법 또는, 2 장 이상의 섬유 집합 적층체를 동시에 적층할 수도 있다.

본 실시형태의 적층체 (복합 흡음재) 는, 섬유 집합체를 포함하는 면재 (Ⅰ) 측을 소리의 입사측에 위치하도록 설치하여 사용한다. 섬유 집합체를 포함하는 면재 (Ⅰ) 측을 소리의 입사측에 위치시킴으로써, 흡음 성능을 유효하게 향상시킬 수 있다.

본 실시형태의 적층체는, 여러 가지 소음을 차폐하는 부재, 예를 들어 자동차 등의 차량용의 방음 부재 등으로서 사용할 수 있다. 특히 기재로서 경질의 열가소성 수지를 선택하는 것 등에 의해, 다른 부재를 추가로 적층하지 않고, 본 실시형태의 적층체만으로 자립 가능한 자립형 방음재로서 사용할 수 있다.

실시예

이하 실시예에 의해 본 발명의 실시양태를 설명한다. 단, 본 발명의 범위는 실시예에 의해 전혀 한정되지 않는다.

실시예 및 비교예에서 사용한 평가 방법에 대하여 이하에 설명한다.

(1) 수지의 밀도 ρ₀ (g/㎤)

발포 전의 수지의 질량 W (g) 를 측정한 후, 수몰법으로 체적 V (㎤) 를 측정하고, W/V (g/㎤) 를 수지의 밀도로 하였다.

(2) 수지 발포 입자의 진밀도 ρ₁ (g/㎤)

수지 발포 입자의 질량 W (g) 를 측정한 후, 수몰법으로 체적 V (㎤) 를 측정하고, W/V (g/㎤) 를 수지 발포 입자의 진밀도로 하였다.

비중계에 의해 예비 발포 후의 수지 원료 펠릿의 밀도를 측정하였다.

(3) 수지 발포 입자의 부피 밀도 ρ₂ (g/㎤)

수지 발포 입자 100 g 을 메스실린더에 넣고 진동시켜 그 체적이 항량에 도달했을 때 평탄화시킨 상면의 눈금을 읽은 값으로서 부피 체적 V₁ (㎤), 수지 발포 입자를 넣은 메스실린더의 질량 W₁ (g) 과 메스실린더의 질량 W₀ (g) 을 측정하고, 하기 식에 의해 구하였다.

ρ₂ ＝ [W₁ － W₀]/V₁

(4) 수지 발포 입자의 평균 입자경 D (㎜)

100 g 의 수지 발포 입자를 JIS Z8801 에서 규정되는, 호칭 치수가 d₁ ＝ 5.6 ㎜, d₂ ＝ 4.75 ㎜, d₃ ＝ 4 ㎜, d₄ ＝ 3.35 ㎜, d₅ ＝ 2.36 ㎜, d₆ ＝ 1.7 ㎜, d₇ ＝ 1.4 ㎜, d₈ ＝ 1 ㎜ 인 표준 체를 사용하여 분급을 실시하고, 체 d_i 를 통과하고, 체 d_i＋1 에서 멈추는 입자의 중량 비율을 X_i, 전체 입자 집합체의 평균 입자경 D 를 다음 식에 의해 구하였다.

D ＝ ΣX_i(d_i·d_i＋1)^1/2

(i 는 1 ∼ 7 의 정수를 나타낸다)

(5) 수지 발포 성형체의 공극률 (％)

이하의 식으로부터, 수지 발포 성형체의 공극률을 구하였다.

수지 발포 성형체의 공극률 (％) ＝ [(B － C)/B] × 100

단, B : 수지 발포 성형체의 겉보기 체적 (㎤), C : 수지 발포 성형체의 진체적 (㎤) 이고, 겉보기 체적은 성형체의 외형 치수로부터 산출되는 체적, 진체적 C 는 성형체의 공극부를 제외한 실체적을 각각 의미한다. 진체적 C 는 수지 발포 성형체를 액체 (예를 들어 알코올) 중에 가라앉혔을 때의 증량한 체적을 측정함으로써 얻어진다.

(6) 연속한 공극부의 유무

단위 길이 흐름 저항의 측정으로부터 이하와 같이 판정하였다.

단위 길이 흐름 저항치의 측정 방법으로는, 국제 표준 규격 ISO9053 의 AC 법을 적용하여 니혼 음향 엔지니어링 (주) 제조, 흐름 저항 측정 시스템 AirReSys 형을 사용하여 측정하였다. 즉, 두께 10 ㎜ 의 평판상 수지 발포 성형체 시료를 사용하고, 유속 F ＝ 0.5 ㎜/s 의 등류 (等流) 중의 흐르는 상태에서 재료 표리면의 차압 P (Pa) 를 측정하고, 그 차압과 재료 두께 t (m) 로부터 P/(t·F) (N·s/m⁴) 로서 구하였다. 단위 길이 흐름 저항치가 200,000 N·s/m⁴ 이하인 경우를 연속한 공극부 있음 (○), 200,000 N·s/m⁴ 를 초과하는 경우를 연속한 공극부 없음 (×) 으로 평가하였다.

(7) 수지 발포 성형체의 융착 강도

JIS K6767A 에 기초하여 인장 강도를 측정하고, 수지 발포 성형체의 파단 신도가 2 ％ 이상인 경우를 융착 강도가 우수함 (◎), 파단 신도가 1 ％ 이상 2 ％ 미만인 경우를 융착 강도가 양호 (○), 파단 신도가 1 ％ 미만인 경우를 융착 강도가 열등함 (×) 으로 평가하였다.

(8) 수지 발포 성형체의 흡음 특성

JIS A1405-2 에 기초하여 23 ℃ 에 있어서의 수직 입사 흡음률을 측정하였다. 두께 30 ㎜ 의 평판상 수지 발포 성형체를 제작하고 직경 41 ㎜, 두께 30 ㎜ 의 원반을 잘라내고, 니혼 음향 엔지니어링사 제조 수직 입사 흡음률 측정 시스템 WinZacMTX 형에 의해, 주파수 200 ∼ 5000 Hz 에 있어서의 수직 입사 흡음률을 20 ℃ 에 있어서 측정하였다. 측정은, 200 Hz, 250 Hz, 315 Hz, 400 Hz, 500 Hz, 630 Hz, 800 Hz, 1000 Hz, 1250 Hz, 1600 Hz, 2000 Hz 의 11 점을 중심 주파수로 하는 1/3 옥타브대의 평균 흡음률을 측정하고 11 대의 평균 흡음률 중, 흡음률 20 ％ 이상의 주파수가 5 점 이상 있는 경우를 흡음 특성이 우수함 (◎), 흡음률 20 ％ 이상의 주파수가 3 점 이상 4 점 이하인 경우를 흡음 특성이 양호 (○), 흡음률 20 ％ 이상의 주파수가 2 점 이하인 경우를 흡음 특성이 열등함 (×) 으로서 평가하였다.

(9) 압축 시험 후의 흡음 특성

두께 30 ㎜ 의 평판상 수지 발포 성형체를, JIS K6767 에 준하여, 40 ℃, 응력 0.020 ㎫ 의 조건에서 압축 크리프 시험을 실시하고, 168 hr 시험 종료 직후의 수지 발포 성형체의 23 ℃ 수직 입사 흡음률을, 상기 (8) 수지 발포 성형체의 흡음 특성과 동일하게 평가하였다.

(10) 면재의 겉보기 중량 (g/㎡)

JIS L-1913 「일반 부직포 시험 방법」의 단위 면적당 질량 (ISO 법) 의 기재된 방법에 따라 평가한 값을 면재의 겉보기 중량으로 하였다.

(11) 면재의 평균 겉보기 밀도 (g/㎤)

JIS L-1913 「일반 부직포 시험 방법」의 두께 (ISO 법) 의 기재된 방법에 따라 평균 두께를 평가하고, 상기 (10) 의 면재의 겉보기 중량의 값으로부터, (면재의 평균 겉보기 밀도) ＝ (면재의 겉보기 중량)/(두께) 로서 구하였다.

(12) 면재의 평균 섬유 직경 (㎛)

현미경으로 500 배의 확대 사진을 찍고, 부작위로 선택한 섬유 30 개의 직경의 평균치를 구하였다.

(13) 면재의 통기도 (cc/(㎠·sec))

JIS L-1096 「직물 및 편물의 생지 시험 방법」에 기재된 방법에 따라 측정하였다.

(14) 적층체의 흡음 특성

상기 (8) 과 동일한 장치 측정법을 사용하여, 적층체의 면재측을 소리의 입사면으로 하여 수직 입사 흡음률을 측정하였다. 측정은, 200 Hz, 250 Hz, 315 Hz, 400 Hz, 500 Hz, 630 Hz, 800 Hz, 1000 Hz, 1250 Hz, 1600 Hz, 2000 Hz 의 11 점을 중심 주파수로 하는 1/3 옥타브대의 평균 흡음률을 측정하고 11 대의 평균 흡음률 중, 흡음률 30 ％ 이상의 주파수가 6 점보다 많은 경우를 흡음 특성이 특히 우수함 (＊), 5 ∼ 6 점 있는 경우를 흡음 특성이 우수함 (◎), 흡음률 30 ％ 이상의 주파수가 3 점 이상 4 점 이하인 경우를 흡음 특성이 양호 (○), 흡음률 30 ％ 이상의 주파수가 2 점 이하인 경우를 흡음 특성이 열등함 (×) 으로서 평가하였다.

[실시예 1]

폴리아미드 6 수지 (UBE 나일론 「1022B」, 우베 흥산 제조, 20 ℃ 에 있어서의 표면 장력 46 mN/m) 를, 압출기를 사용하여 용융하고, 도 3(a1) 에 기재된 단면 형상의 이형 압출 다이로부터 토출시킨 스트랜드를 펠릿타이저로 펠릿타이즈하여, 평균 입자경 1.4 ㎜ 의 펠릿을 얻었다. 얻어진 펠릿을 10 ℃ 의 압력 가마에 투입하고, 4 ㎫ 의 탄산 가스를 불어넣고 3 시간 흡수시켰다. 이어서 탄산 가스 함침 미니 펠릿을 발포 장치로 옮겨, 240 ℃ 의 공기를 20 초간 불어넣고, 폴리아미드 수지 발포 입자의 집합체를 얻었다. 얻어진 폴리아미드 수지 발포 입자의 집합체에 포함되는 폴리아미드 수지 발포 입자의 평균 입자경은 2.0 ㎜ 였다. 폴리아미드 수지 발포 입자를 절단하여 관찰한 결과, 폴리아미드 수지 발포 입자에는 독립 기포가 절단면 일면에 빠짐 없이 다수 형성되어 있었다. 폴리아미드 수지 발포 입자의 단면은 도 3(a2) 에 기재된 형상으로 오목 외형부를 갖고 있었다.

얻어진 폴리아미드 수지 발포 입자 집합체를 재차 압력 가마에 넣고, 10 ℃ 에서 4 ㎫ 의 탄산 가스를 3 시간 흡수시켰다. 이어서 이 탄산 가스를 함침한 폴리아미드 수지 발포 입자를 형 내 발포 성형 장치의 금형 내에 충전하고, 230 ℃ 의 공기를 30 초간 불어넣고, 폴리아미드 수지 발포 입자끼리가 융착한 수지 발포 성형체 A-1 을 얻었다. 수지 발포 성형체의 발포 배율은 7.5 배였다. 수지 발포 성형체를 절단하여 관찰한 결과, 셀 직경이 200 ∼ 400 ㎛ 인 독립 기포를 다수 갖는 폴리아미드 수지 발포 입자의 집합체가 형성되어 있었다. 통기 저항의 측정치로부터 연속한 공극부를 갖는 것이 확인되었다. 폴리아미드 수지 발포 입자 및 수지 발포 성형체의 평가 결과를 표 1 중에 기재한다.

[실시예 2 ∼ 5]

폴리페닐렌에테르계 수지 (상품명 : 자이론 TYPE S201A, 아사히 화성 (주) 제조, 20 ℃ 에 있어서의 표면 장력 40 mN/m) 를 60 질량％, 비할로겐계 난연제 (비스페놀 A-비스(디페닐포스페이트) (BBP)) 를 18 질량％, 고무 농도가 6 질량％ 인 내충격성 폴리스티렌 수지 (HIPS) 10 질량％ (기재 수지 중의 고무 성분 함유량은 0.6 질량％) 및 범용 폴리스티렌 수지 (PS) (상품명 : GP685, PS 재팬 (주) 제조) 를 12 질량％ 첨가하고, 압출기로 가열 용융 혼련의 도 3 에 기재된 이형 압출 다이로부터 토출시킨 스트랜드를 펠릿타이저로 펠릿타이즈하여, 펠릿을 얻었다. 일본 공개특허공보 평4-372630호의 실시예 1 에 기재된 방법에 준하여, 기재 수지로서의 상기 펠릿을 내압 용기에 수용하고, 용기 내의 기체를 건조 공기로 치환한 후, 발포제로서 이산화탄소 (기체) 를 주입하고, 압력 3.2 ㎫, 온도 11 ℃ 의 조건하에서 3 시간에 걸쳐 기재 수지로서의 펠릿에 대하여 이산화탄소를 7 질량％ 함침시키고, 기재 수지 펠릿을 발포로 내에서 교반시키면서 가압 수증기에 의해 발포시켰다. 얻어진 수지 발포 입자의 개형 (槪形) 을 도 3 에 나타낸다.

또한, 도 3(b1) 이 실시예 2, 도 3(c1) 이 실시예 3, 도 3(d1) 이 실시예 4, 도 3(e1) 이 실시예 5 의 다이 토출구의 단면 형상이다. 또, 도 3(b2) 가 실시예 2, 도 3(c2) 가 실시예 3, 도 3(d2) 가 실시예 4, 도 3(e2) 가 실시예 5 의 수지 발포 입자의 단면이다.

얻어진 수지 발포 입자를 내압 용기로 옮겨, 압축 공기에 의해 내압을 0.5 ㎫ 까지 1 시간에 걸쳐 승압하고, 그 후 0.5 ㎫ 로 8 시간 유지하고, 가압 처리를 실시하였다. 이것을, 형 내 발포 성형 장치의 수증기 구멍을 갖는 금형 내에 충전하고, 가압 수증기 0.35 ㎫ 로 가열하여 수지 발포 입자를 서로 팽창·융착시킨 후, 냉각하고, 성형 금형으로부터 꺼내어, 수지 발포 성형체 A-2 ∼ A-5 를 얻었다. 또한, 실시예 2 의 수지 발포 입자로부터 얻어진 수지 발포 성형체가 A-2, 실시예 3 의 수지 발포 입자로부터 얻어진 수지 발포 성형체가 A-3, 실시예 4 의 수지 발포 입자로부터 얻어진 수지 발포 성형체가 A-4, 실시예 5 의 수지 발포 입자로부터 얻어진 수지 발포 성형체가 A-5 이다. 통기 저항의 측정치로부터 연속한 공극부를 갖는 것이 확인되었다. 수지 발포 입자 및 수지 발포 성형체의 평가 결과를 표 1 중에 기재한다.

[실시예 6]

에틸렌글리콜과 이소프탈산과 테레프탈산의 중축합체 (이소프탈산 함유율 2 중량％, 20 ℃ 에 있어서의 표면 장력 43 mN/m) 100 중량부와, 피로멜리트산 2 무수물 0.3 중량부와, 탄산나트륨 0.03 중량부의 혼합물을 압출기에 의해 270 ∼ 290 ℃ 용융, 혼련하면서 배럴의 도중에 발포제로서 부탄을 혼합물에 대하여 1.0 중량％ 의 비율로 주입하고, 도 3(f1) 에 기재된 이형 압출 다이를 통과시켜 예비 발포시킨 후, 즉시 냉각 수조에서 냉각하고 펠릿타이저를 사용하여 소립상으로 절단하여 수지 발포 입자를 제조하였다. 얻어진 수지 발포 입자의 단면은, 도 3(f2) 였다.

얻어진 수지 발포 입자의 부피 밀도는 0.14 g/㎤, 평균 입자경은 1.5 ㎜ 였다.

상기의 수지 발포 입자를 밀폐 용기에 넣고, 탄산 가스를 0.49 ㎫ 의 압력으로 압입하여 4 시간, 유지한 후, 밀폐 용기로부터 꺼낸 수지 발포 입자를 즉시, 형 내 발포 성형기의 금형 내에 충전하여 형 체결하고, 형 내에, 게이지압 0.02 ㎫ 의 스팀을 10 초간, 이어서 게이지압 0.06 ㎫ 의 스팀을 20 초간 도입하고, 120 초간 보열한 후 수랭하여, 수지 발포 입자끼리가 융착한 수지 발포 성형체 A-6 을 얻었다. 통기 저항의 측정치로부터 연속한 공극부를 갖는 것이 확인되었다. 수지 발포 입자 및 수지 발포 성형체의 평가 결과를 표 1 중에 기재한다.

[실시예 7]

폴리아미드 6 수지 (UBE 나일론 「1022B」, 우베 흥산 제조) 를, 압출기를 사용하여 용융하고, 실시예 1 에서 사용한 이형 압출 다이와 동형이고 사이즈를 1/3 배로 축소한 구조의 다이를 사용하여 압출하고, 토출시킨 스트랜드를 펠릿타이저로 펠릿타이즈하여, 평균 입자경 0.5 ㎜ 의 펠릿을 얻었다. 얻어진 펠릿을 실시예 1 에 기재된 방법에 의해 발포시켜, 폴리아미드 수지 발포 입자를 얻었다. 폴리아미드 수지 발포 입자를 절단하여 관찰한 결과, 폴리아미드 수지 발포 입자에는 독립 기포가 절단면 일면에 빠짐 없이 다수 형성되어 있었다. 폴리아미드 수지 발포 입자의 단면은 도 3(a2) 에 기재한 형상으로 오목 외형부를 갖고 있었다.

얻어진 폴리아미드 수지 발포 입자 집합체를, 형 내 발포 성형 장치를 사용하여 실시예 1 과 동일하게 성형하여 수지 발포 성형체 A-7 을 얻었다. 폴리아미드 수지 발포 입자 및 수지 발포 성형체의 평가 결과를 표 1 중에 기재한다.

[실시예 8]

폴리아미드 6 수지 (UBE 나일론 「1022B」, 우베 흥산 제조) 를, 압출기를 사용하여 용융하고, 실시예 1 에서 사용한 이형 압출 다이와 동형이고 사이즈를 3 배로 확대한 단면 형상의 다이를 사용하여 압출하고, 토출시킨 스트랜드를 펠릿타이저로 펠릿타이즈하여, 평균 입자경 6.0 ㎜ 의 펠릿을 얻었다. 실시예 1 에 기재된 방법에 의해 발포시킨 폴리아미드 수지 발포 입자의 집합체를 얻었다. 얻어진 폴리아미드 발포 입자의 평균 입경은 6.0 ㎜ 였다. 폴리아미드 수지 발포 입자를 절단하여 관찰한 결과, 폴리아미드 수지 발포 입자에는 독립 기포가 절단면 일면에 빠짐 없이 다수 형성되어 있었다. 폴리아미드 수지 발포 입자의 단면은 도 3(a2) 에 기재한 형상으로 오목 외형부를 갖고 있었다.

얻어진 폴리아미드 수지 발포 입자 집합체를, 형 내 발포 성형 장치를 사용하여 실시예 1 과 동일하게 성형하여 수지 발포 성형체 A-8 을 얻었다. 폴리아미드 수지 발포 입자 및 수지 발포 성형체의 평가 결과를 표 1 중에 기재한다.

[실시예 9]

에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체 (MI ＝ 10 g/10 min, 에틸렌 컨텐트 ＝ 2.4 wt％, 융점 147 ℃) 를, 압출기를 사용하여 용융하고, 도 3(a1) 에 기재된 단면 형상의 이형 압출 다이로부터 토출시킨 스트랜드를 수중에서 급랭한 후, 펠릿타이저로 펠릿타이즈하여, 평균 입자경 1.4 ㎜ 의 펠릿을 얻었다. 얻어진 펠릿 100 중량부에 대하여 발포제로서 탄산 가스 2.5 중량부, 분산제로서 카올린 0.4 중량부, 계면 활성제로서 도데실벤젠술폰산나트륨 0.004 중량부, 물 240 중량부의 혼합물에 교반 분산시켜 150 ℃ 로 승온하고, 15 분 유지한 후에, 밀폐 용기 내의 평형 증기압에 동등한 배압을 가하고, 그 압력을 유지한 채로 용기의 압력을 개방하여 수지 입자와 물을 동시에 방출하고 수지 발포 입자를 얻었다. 수지 발포 입자를 절단하여 관찰한 결과, 수지 발포 입자에는 독립 기포가 절단면 일면에 빠짐 없이 다수 형성되어 있었다. 수지 발포 입자의 단면은 도 3(a2) 에 기재한 형상으로 오목 외형부를 갖고 있었다.

상기 수지 발포 입자를 형 내 발포 성형 장치의 수증기 구멍을 갖는 금형 내에 충전하고, 가압 수증기 0.3 ㎫ 로 가열하여 수지 발포 입자를 서로 팽창·융착시킨 후, 냉각하고, 성형 금형으로부터 꺼내어, 수지 발포 성형체 A-9 를 얻었다. 성형 온도는 145 ℃ 로 하였다. 통기 저항의 측정치로부터 연속한 공극부를 갖는 것이 확인되었다. 수지 발포 입자 및 수지 발포 성형체의 평가 결과를 표 1 중에 기재한다.

[실시예 10]

1,4-부탄디올과 숙신산을 주성분으로 하는 지방족 폴리에스테르 수지 (비오노레 ＃1001) (쇼와 고분자 (주) 제조) 를, 압출기로 용융 혼련한 후, 용융 혼련물을 도 3 의 (a1) 에 나타내는 단면 형상의 다이스로부터 압출하고 급랭한 후, 이어서 이 스트랜드를 절단하여, 평균 입자경 1.4 ㎜ 의 공극 수지 입자를 얻었다.

다음으로, 이 수지 입자 100 중량부, 물 300 중량부 (용존 산소 농도 6 mg/ℓ), 산화알루미늄 0.5 중량부, 도데실벤젠술폰산나트륨 0.004 중량부, 유기 과산화물 (나이파 FF) (과산화벤조일 순도 50 ％ 품 : 니혼 유지 (주) 제조) 1.5 중량부, 메타크릴산메틸 0.1 중량부를 5 리터의 오토클레이브에 주입하고, 질소 가스를 5 분간 도입하고 오토클레이브 내의 기상부의 산소 농도를 0.3 체적％ 로 하였다. 그리고, 오토클레이브 내의 내용물을 교반하면서, 75 ℃ 까지 승온 속도 1.7 ℃/분으로 승온하고 동온도에서 20 분간 유지한 후, 이어서 105 ℃ 까지 승온 속도 0.5 ℃/분으로 가열하고, 발포제로서 탄산 가스를 오토클레이브 압력이 4.0 ㎫ 이 될 때까지 주입하고, 동온도에서 45 분간 오토클레이브 내의 내용물을 교반하면서 유지함으로써 수지 입자에 가열 클로로포름 불용분으로서 나타나는 겔을 발현하는 조작 (겔화) 과 발포제의 수지 입자에 함침시키는 조작을 실시하고, 그 후, 90 ℃ 까지 강온 속도 1.7 ℃/분으로 내용물을 냉각하고 동온도에서 5 분간 유지한 후, 오토클레이브의 일단을 개방하여, 오토클레이브 내에 질소 가스를 도입하고 오토클레이브 내압력을 유지하면서 내용물을 대기압하에 방출하고 수지 입자를 발포시켜 발포 입자를 얻었다. 다음으로 발포 입자를 밀폐 용기 내에서 공기에 의해 가압하여 입자 내압 0.12 ㎫ 을 부여하였다. 이어서, 다른 용기 내에 내압을 부여한 발포 입자를 충전한 후, 용기 내를 -0.02 ㎫ 까지 감압한 후, 수증기와 압축 공기를 혼합한 94 ℃ 의 가열 매체에 의해 가열하고, 추가로 팽창 발포한 수지 발포 입자를 얻었다. 표 1 에 얻어진 수지 발포 입자의 성상을 나타낸다.

이어서, 얻어진 수지 발포 입자를, 밀폐 용기 내에 충전하고, 공기에 의해 가압하고, 입자 내압 0.12 ㎫ 을 수지 발포 입자에 부여한 후, 금형에 충전하고, 게이지압 0.10 ㎫ 의 스팀으로 가열 성형하였다. 얻어진 성형체는 대기압하 40 ℃ 에서 24 시간 양생하여 수지 발포 성형체 A-10 을 얻었다. 수지 발포 입자 및 수지 발포 성형체의 평가 결과를 표 1 중에 기재한다.

[실시예 1B]

수지 발포 성형체 두께를 20 ㎜ 로 변경하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동등한 방법에 의해, 수지 발포 성형체 A-11 을 제작하고 평가하였다. 평가 결과를 표 1 중에 기재한다.

[비교예 1 ∼ 3]

압출기의 이형 압출 다이를 통상적인 중공부가 없는 원형 단면 다이로 바꾸는 것 이외에는, 그것 실시예 1, 2, 6 과 동일한 조건에서, 수지 발포 입자 및 수지 발포 성형체 B-1, B-2, B-3 을 얻었다. 통기 저항의 측정치로부터 연속한 공극부를 갖지 않는 것이 확인되었다. 수지 발포 입자 및 수지 발포 성형체의 평가 결과를 표 2 중에 기재한다.

[섬유 집합체의 제조예 1 (F-1)]

면재에 사용하는 섬유 집합체는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (오르토클로로페놀을 사용한 1 ％, 25 ℃ 법의 용액 점도 η_sp/c 0.77, 융점 263 ℃) 를, 방사 구금을 사용하고, 스펀 본드법에 의해, 방사 온도 300 ℃ 에서 섬유 웨브 (A) (층 (A)) 를 포집 네트 상에 형성하고, 그 연속 장섬유 웨브 (겉보기 중량 45 g/㎡, 평균 섬유 직경 14 ㎛) 상에, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (25 ℃ 법의 용액 점도 η_sp/c 0.50, 융점 260 ℃) 를 멜트 블로우 노즐로, 방사 온도 300 ℃, 가열 공기 320 ℃ 에서 1000 Nm²/hr 로 사조 (絲條) 를 직접 분출시켜, 극세 섬유 웨브 (B) (겉보기 중량 10 g/㎡, 평균 섬유 직경 2 ㎛) (층 (B)) 를 형성하였다. 추가로 극세 섬유 웨브 (B) 상에, 2 성분 방사 구금을 사용하여, 초 성분이 고밀도 폴리에틸렌 (융점 130 ℃) 심 성분이 폴리에틸렌테레프탈레이트 (융점 263 ℃) 로 이루어지는 복합 장섬유 웨브 (C) (겉보기 중량 45 g/㎡, 평균 섬유 직경 18 ㎛) (층 (C)) 를 적층한 적층 웨브를, 1 쌍의 엠보스 롤/플랫 롤 온도 230 ℃/105 ℃, 선압 300 N/㎝ 로 부분 열압착하여, 겉보기 중량 100 g/㎡, 평균 겉보기 밀도 0.25 g/㎤, 열압착률 15 ％ 의 섬유 집합체 F-1 을 얻었다.

[섬유 집합체의 제조예 2 (F-2)]

면재에 사용하는 섬유 집합체는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (오르토클로로페놀을 사용한 1 ％, 25 ℃ 법의 용액 점도 η_sp/c 0.77, 융점 263 ℃) 를, 방사 구금을 사용하고, 스펀 본드법에 의해, 방사 온도 300 ℃ 에서 섬유 웨브 (A) (층 (A)) 를 포집 네트 상에 형성하고, 그 연속 장섬유 웨브 (겉보기 중량 22.5 g/㎡, 평균 섬유 직경 14 ㎛) 상에, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (동일하게 용액 점도 η_sp/c 0.50, 융점 260 ℃) 를 멜트 블로우 노즐로, 방사 온도 300 ℃, 가열 공기 320 ℃ 에서 1000 Nm²/hr 로 사조를 직접 분출시켜, 극세 섬유 웨브 (B) (겉보기 중량 10 g/㎡, 평균 섬유 직경 2 ㎛) (층 (B)) 를 형성하였다. 추가로 극세 섬유 웨브 (B) 상에, 2 성분 방사 구금을 사용하여, 초 성분이 공중합 폴리에스테르 수지 (융점 130 ℃), 심 성분이 폴리에틸렌테레프탈레이트 (융점 263 ℃) 로 이루어지는 복합 장섬유 웨브 (C) (겉보기 중량 22.5 g/㎡, 평균 섬유 직경 18 ㎛) (층 (C)) 를 적층한 적층 웨브를, 1 쌍의 엠보스 롤/플랫 롤 온도 230 ℃/145 ℃, 선압 300 N/㎝ 로 부분 열압착하여, 겉보기 중량 55 g/㎡, 평균 겉보기 밀도 0.25 g/㎤, 열압착률 20 ％ 의 섬유 집합체 F-2 를 얻었다.

[섬유 집합체의 제조예 3 (F-3)]

폴리에틸렌테레프탈레이트 (오르토클로로페놀을 사용한 1 ％, 25 ℃ 법의 용액 점도 η_sp/c 0.77, 융점 263 ℃) 를 방사 구금으로부터 방사하고, 스펀 본드법에 의해, 방사 온도 300 ℃ 에서 섬유 웨브 (층 (A)) 를 포집 네트 상에 형성하였다. 얻어진 연속 장섬유 웨브 (겉보기 중량 20.0 g/㎡, 평균 섬유 직경 13 ㎛) 상에, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (동일하게 용액 점도 η_sp/c 0.50, 융점 260 ℃) 를 멜트 블로우 노즐로, 방사 온도 330 ℃, 가열 공기 370 ℃, 1300 Nm³/hr 조건하에서 직접 분출시켜, 극세 섬유 웨브 (층 (B)) (겉보기 중량 40.0 g/㎡, 평균 섬유 직경 0.8 ㎛) 를 형성하였다. 얻어진 극세 섬유 웨브 상에, 섬유 웨브 (층 A) 와 동일하게 폴리에틸렌테레프탈레이트의 연속 장섬유 웨브 (층 (C)) 를 형성하였다. 얻어진 적층 웨브를, 1 쌍의 엠보스 롤/플랫 롤 온도 230 ℃, 선압 30 N/㎜ 로 부분 열압착하여, 겉보기 중량 80 g/㎡, 평균 겉보기 밀도 0.29 g/㎤, 열압착 면적률 15 ％ 의 부직포 면재를 얻었다.

[섬유 집합체의 제조예 4 (G-1)]

폴리에틸렌테레프탈레이트 (오르토클로로페놀을 사용한 1 ％, 25 ℃ 법의 용액 점도 η_sp/c 0.77, 융점 263 ℃) 를, 방사 구금을 사용하고, 스펀 본드법에 의해, 방사 온도 300 ℃ 에서 섬유 웨브를 포집 네트 상에 형성하고, 그 연속 장섬유 웨브 (겉보기 중량 100 g/㎡, 평균 섬유 직경 14 ㎛) 를 롤 압연에 의해, 겉보기 중량 100 g/㎡, 평균 겉보기 밀도 0.23 g/㎤ 의 섬유 집합체 (펠트) G-1 을 얻었다.

[섬유 집합체의 제조예 5 (G-2)]

폴리에틸렌테레프탈레이트 (오르토클로로페놀을 사용한 1 ％, 25 ℃ 법의 용액 점도 η_sp/c 0.50, 융점 260 ℃) 를 멜트 블로우 노즐로, 방사 온도 300 ℃, 가열 공기 320 ℃ 에서 1000 Nm²/hr 로 사조를 직접 분출시켜, 극세 섬유 웨브를 포집 네트 상에 형성하고, 연속 장섬유 웨브 (겉보기 중량 100 g/㎡, 평균 섬유 직경 2 ㎛) 를 얻고, 롤 압연에 의해, 겉보기 중량 100 g/㎡, 평균 겉보기 밀도 0.23 g/㎤ 의 섬유 집합체 (펠트) G-2 를 얻었다.

[실시예 11 ∼ 12]

면재로서 표 3 에 기재된 섬유 집합체, 기재로서 표 1 에 기재된 수지 발포 성형체를 사용하고, 섬유 집합체의 층 (C) 와 수지 발포 성형체가 겹쳐지도록, 양자를 밀착시켜 프레스기로 120 ℃, 0.3 ㎫, 10 초 압착시켜 중첩하고 주위만을 점착 테이프에 첩부하여 고정시키고, 흡음 특성을 평가하였다.

[실시예 13 ∼ 16]

면재로서, 섬유 집합체의 층 (A) 와 층 (C) 가 겹쳐지도록 밀착시키고, 추가로 3 장째의 표면층 (C) 와 수지 발포 성형체를 밀착시켜 열 프레스기로 150 ℃, 0.3 ㎫, 10 초 가열 압착시켜 접착시켰다.

[실시예 17]

면재로서 섬유 집합체 F-2 의 층 (A) 와 층 (C) 가 겹쳐지도록 밀착시키고, 열 프레스기로 150 ℃, 0.3 ㎫, 10 초 가열 압착시켜 접착시킨 3 장의 섬유 집합체로 이루어지는 섬유 집합 적층체 복합체를 사용하였다. 또, 기재로서 수지 발포 성형체 A-6 을 사용하였다. 섬유 집합 적층체 복합체의 층 (A) 와 수지 발포 성형체가 겹쳐지도록 양자를 밀착시켜 중첩하고 열 프레스기로 100 ℃, 0.3 ㎫, 1 분 가열 압착하여 고정시키고, 적층체를 제작하고 흡음 특성을 평가하였다.

[실시예 18]

면재로서 섬유 집합체 F-1 의 층 (A) 와 층 (C) 가 겹쳐지도록 밀착시키고, 열 프레스기로 150 ℃, 0.3 ㎫, 10 초 가열 압착시켜 접착시킨 3 장의 섬유 집합체로 이루어지는 섬유 집합 적층체 복합체를 사용하였다. 또, 기재로서 수지 발포 성형체 A-7 을 사용하였다. 섬유 집합 적층체 복합체의 층 (A) 와 수지 발포 성형체가 겹쳐지도록 양자를 밀착시켜 중첩하고 열 프레스기로 100 ℃, 0.3 ㎫, 1 분 가열 압착하여 고정시키고, 적층체를 제작하고 흡음 특성을 평가하였다.

[실시예 19]

면재로서 섬유 집합체 F-3 의 층 (A) 와 층 (C) 가 겹쳐지도록 밀착시키고, 열 프레스기로 150 ℃, 0.3 ㎫, 10 초 가열 압착시켜 접착시킨 10 장의 섬유 집합체로 이루어지는 섬유 집합 적층체 복합체를 사용하였다. 또, 기재로서 수지 발포 성형체 A-8 을 사용하였다. 섬유 집합 적층체 복합체의 층 (A) 와 수지 발포 성형체가 겹쳐지도록 양자를 밀착시켜 중첩하고 열 프레스기로 100 ℃, 0.3 ㎫, 1 분 가열 압착하여 고정시키고, 적층체를 제작하고 흡음 특성을 평가하였다.

[실시예 20]

면재로서 섬유 집합체 F-1 의 층 (A) 와 층 (C) 가 겹쳐지도록 밀착시키고, 열 프레스기로 150 ℃, 0.3 ㎫, 10 초 가열 압착시켜 접착시킨 3 장의 섬유 집합체로 이루어지는 섬유 집합 적층체 복합체를 사용하였다. 또, 기재로서 수지 발포 성형체 A-9 를 사용하였다. 섬유 집합 적층체 복합체의 층 (A) 와 수지 발포 성형체가 겹쳐지도록 양자를 밀착시켜 중첩하고 열 프레스기로 100 ℃, 0.3 ㎫, 1 분 가열 압착하여 고정시키고, 적층체를 제작하고 흡음 특성을 평가하였다.

[실시예 21]

면재로서 섬유 집합체 F-1 의 층 (A) 와 층 (C) 가 겹쳐지도록 밀착시키고, 열 프레스기로 150 ℃, 0.3 ㎫, 10 초 가열 압착시켜 접착시킨 3 장의 섬유 집합체로 이루어지는 섬유 집합 적층체 복합체를 사용하였다. 또, 기재로서 수지 발포 성형체 A-10 을 사용하였다. 섬유 집합 적층체 복합체의 층 (A) 와 수지 발포 성형체가 겹쳐지도록 양자를 밀착시켜 중첩하고 열 프레스기로 100 ℃, 0.3 ㎫, 1 분 가열 압착하여 고정시키고, 적층체를 제작하고 흡음 특성을 평가하였다.

[실시예 22]

기재로서 수지 발포 성형체 A-11 (두께 20 ㎜) 을 사용하는 것 이외에는 실시예 11 과 동일한 방법에 의해 적층체를 제작하고, 흡음 특성을 평가하였다.

실시예 1 과 동 레벨의 흡음 성능이 얻어지고, 약 20 ㎜ 두께의 적층체가 30 ㎜ 성형체와 동등한 성능을 나타내는 것을 알 수 있다.

[실시예 23]

면재로서 섬유 집합체 (펠트) G-2 를 3 장 중첩하고, 열 프레스기로 150 ℃, 0.3 ㎫, 10 초간 압착시킨 3 장의 섬유 집합체로 이루어지는 섬유 집합체 적층 복합체를 사용하고, 기재로서 수지 발포 성형체 A-2 를 사용하고, 섬유 집합체와 수지 발포 성형체를 밀착시켜 중첩하고 주위만을 접착시켜 고정시키고, 흡음 특성을 평가하였다.

[비교예 4 ∼ 7]

표 4 에 기재된 섬유 집합체와 수지 발포 성형체의 조합을 사용하고, 섬유 집합체의 층 (A) 와 수지 발포 성형체가 겹쳐지도록 양자를 밀착시켜 중첩하고 주위만을 접착시켜 고정시키고, 흡음 특성을 평가하였다.

또한, 비교예 7 에서는, 면재로서, 섬유 집합체 G-1 을 3 장 중첩하고, 열 프레스기로 150 ℃, 0.3 ㎫, 10 초 가열 압착시켜, 접착시킨 것을 사용하였다.

산업상 이용가능성

본 발명의 특수 형상의 수지 발포 입자를 융합시키고 성형함으로써, 연속한 공극을 갖는 흡음 성능과 우수한 기계 강도를 겸비한 수지 발포 성형체를 제조할 수 있다.

본 발명에 의해 종래 곤란했던 고흡음성을 나타내는 연속한 공극부의 구조가 제어된 발포체의 제조가 가능해지고, 비즈 발포 성형법의 특징을 살린 여러 가지 흡음성 부재를 고효율로 제조하는 것이 가능하다. 본 실시형태의 기재와 면재를 포함하는 적층체는, 수지 발포 성형체와 비교하여 얇은 판으로 동등한 흡음 성능을 나타내고, 고흡음 성능의 적층체를 제공한다.

본 발명의 특정 구조의 수지 발포 입자로부터 제조되는 연통 공극 발포 성형체, 및 본 실시형태의 기재와 면재를 포함하는 적층체의 용도예로는, 경량성과 정음화가 요구되는 자동차, 전철, 기차 등의 차량 및 항공기 등의 구동 소음 저감에 사용되는 부재를 들 수 있고, 특히 자동차 엔진 커버, 엔진 캡슐, 엔진 룸 후드, 변속기 케이싱, 흡음 커버, 전기 자동차용 모터의 케이싱, 흡음 커버 등의 흡음 부재 용도에 특히 바람직하게 사용할 수 있다.

또한 본 발명의 특정 구조의 수지 발포 입자로부터 제조되는 연통 공극 발포 성형체, 및 본 실시형태의 기재와 면재를 포함하는 적층체는 정음화가 요구되는 에어컨 등의 공조 기기, 냉동기, 히트 펌프 등이나, 덕트 등의 풍로를 형성하는 부분, 세탁기, 건조기, 냉장고, 청소기 등의 각종 가정용 전기 제품, 프린터, 복사기, FAX 등의 OA 기기 외에 벽재 심재, 바닥재 심재 등의 건축용 자재에도 바람직하게 사용할 수 있다.

1 : 적층체
2 : 기재
3 : 면재
4 : 층 (A)
5 : 층 (B)
6 : 층 (C)

Claims

수지를 포함하는, 오목 외형부를 갖는 수지 발포 입자로서,
상기 수지의 밀도 ρ₀ 과 상기 수지 발포 입자의 진밀도 ρ₁ 의 비 ρ₀/ρ₁ 이 2 ∼ 20 이고, 상기 수지 발포 입자의 진밀도 ρ₁ 과 상기 수지 발포 입자의 부피 밀도 ρ₂ 의 비 ρ₁/ρ₂ 가 1.5 ∼ 4.0 인, 수지 발포 입자.
제 1 항에 있어서,
평균 입자경이 0.5 ∼ 6.0 ㎜ 인, 수지 발포 입자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 수지의 20 ℃ 에 있어서의 표면 장력이, 37 ∼ 60 mN/m 인, 수지 발포 입자.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지의 유리 전이 온도가 -10 ℃ 이상 280 ℃ 이하인, 수지 발포 입자.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 수지 발포 입자가 서로 융착한 성형체이고,
융착한 상기 수지 발포 입자 사이에 연속한 공극부를 갖고, 공극률이 15 ∼ 80 ％ 인, 수지 발포 성형체.
제 5 항에 기재된 수지 발포 성형체로 이루어지는 방음 부재.
섬유 집합체를 포함하는 면재 (面材) (Ⅰ) 과, 제 5 항에 기재된 수지 발포 성형체를 포함하는 기재 (Ⅱ) 를 포함하는 적층체로서,
상기 섬유 집합체는, 겉보기 중량이 10 ∼ 300 g/㎡, 평균 겉보기 밀도가 0.10 ∼ 1.0 g/㎤, 평균 섬유 직경이 0.6 ∼ 50 ㎛, 통기도가 2 ∼ 70 cc/(㎠·sec) 이고,
두께가 3 ∼ 80 ㎜ 인, 적층체.
제 7 항에 있어서,
면재 (Ⅰ) 이, 일방의 표면층으로서 평균 섬유 직경이 5 ∼ 50 ㎛ 인 열가소성 합성 섬유층 (A), 중간층으로서 평균 섬유 직경이 0.3 ∼ 10 ㎛ 인 열가소성 합성 극세 섬유층 (B), 타방의 표면층으로서 평균 섬유 직경이 5 ∼ 50 ㎛ 인 열가소성 합성 섬유를 포함하는 층 (C) 의 3 층으로 이루어지는 섬유 집합 적층체, 또는 그 섬유 집합 적층체를 2 ∼ 30 장 중첩한 섬유 집합 적층체 복합체인, 적층체.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
자립형 방음재인, 적층체.